Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Wyszukujesz frazę "Wiśniewska, J." wg kryterium: Autor


Wyświetlanie 1-3 z 3
Tytuł:
Selected aspects of numerical modelling of the salt rock mass: the case of the "Wieliczka" Salt Mine
Wybrane aspekty modelowania numerycznego masywu solnego na przykładzie Kopalni Soli "Wieliczka"
Autorzy:
d'Obyrn, K.
Hydzik-Wiśniewska, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/219431.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
dobór właściwości geomechanicznych i reologicznych soli
numeryczna analiza stateczności
selection of geotechnical and rheological parameters of salt
numerical stability analysis
Opis:
Each excavation or excavation complex intended to be backfilled or secured requires an individual approach, and conducting a detailed geomechanical analysis which will allow the selection of the appropriate manner of securing or backfilling or liquidation, and the order of performing mining works. The numerical model of the selected chamber or group of chambers must accurately reflect the reality and have an appropriately selected calculation model. The paper presents the selected aspects of numerical modelling of the “Wieliczka” salt rock mass. There are method of selection of geotechnical and rheological parameters of salt, the geometrization of the excavations continues and selection calculation model.
Kopalnia Soli „Wieliczka” jest najcenniejszym zabytkiem górniczym, zarówno w kraju jak i na świecie, wpisanym na Listę Dziedzictwa UNESCO. Jest przykładem wielowiekowej sztuki górniczej, która odznacza się bardzo skomplikowanym układem przestrzennym wyrobisk. Ciekawa budowa geologiczna odznaczająca się różnorodnością postaci występujących tam soli wiąże się niestety z trudnością oceny i doboru parametrów geomechanicznych i reologicznych górotworu. Wpływa to na konieczność uśredniania tych parametrów. W obrębie złoża bryłowego istotne rozróżnienie dotyczy właściwości brył soli kamiennej oraz zubrów solnych czyli bezstrukturalnej masy, wymieszanych kryształów halitu i iłów. Szczególnej uwagi wymagają badania wykonywane w złożu pokładowym. Parametry geomechaniczne ulegajątam zasadniczym zmianom w przypadku występowania przerostów ilastych, a zawilgocenia i wszelkie objawy występowania wód powodują skokowe zmiany parametrów. Najtrudniejszą sytuacją dla określenia parametrów geomechanicznych jest kompleks naprzemianległych, kilkucentymetrowych warstw soli poprzedzielanych kilkumilimetrowymi warstwami, niekiedy zawilgoconych iłów. Podstawą w Kopalni Soli „Wieliczka” do wszelkich prac projektowych, dotyczących zabezpieczenia zabytkowych wyrobisk lub likwidacji zbędnych są analizy geomechaniczne. Budowę modelu numerycznego kopalni, a nawet niewielkich jej rejonów bardzo komplikuje zarówno budowa geologiczna z dużą różnorodnością właściwości geomechanicznych, jak i wzajemne usytuowanie wyrobisk. W pracy zaprezentowano wybrane zagadnienia modelowania numerycznego masywu wielickiego. Skupiono się przede wszystkim na doborze właściwości geomechanicznych i reologicznych soli wielickich, geometryzacji wyrobisk oraz doborze modelu obliczeniowego. Na podstawie dostępnych dokumentacji badań laboratoryjnych stwierdzono, że próby zaliczone makroskopowo do jednego rodzaju skały charakteryzują się dużymi przedziałami zmienności parametrów odkształceniowo-wytrzymałościowych. Na podstawie zebranych wyników określono jedynie przedziały zmienności poszczególnych parametrów, które zawarto w tabeli 1. Na temat własności reologicznych soli wielickich informacje pojawiają się jeszcze bardziej sporadycznie. Współczynnik lepkości η soli wielickiej zawiera się w bardzo szerokich granicach od 0,14×1015 do 5,29×1017 Pas, co w głównej mierze związane jest z różnymi warunkami naprężeniowymi i czasowymi podczas badania. Odmiennym zagadnieniem jest dobór modelu reologicznego soli. Dla warunków wielickich poczynione zostały tylko próby adaptacji opracowanych modeli dla innych rodzajów soli. Do najpopularniejszych opisów pełzania soli należą model reologiczny Bürgersa (1) i potęgowe prawo Nortona (2). Często parametry reologiczne określane są na drodze, tzw. „analizy odwrotnej“, polegającej na takim doborze właściwości górotworu do modelu numerycznego, aby w wyniku symulacji uzyskać, np. rzeczywiste wartości przemieszczeń konturów wyrobiska lub jego konwergencję. Bardzo dużo trudności nastręcza odwzorowanie geometrii i wzajemnego usytuowania komór, szczególnie w ujęciu przestrzennym oraz powiązania z warunkami geologicznymi, a niekiedy nawet hydrogeologicznymi. Geometryzację modeli wykonuje się zwykle na podstawie materiałów geodezyjnych oraz opisów stanu technicznego. Często z powodu braku dokładnych danych lub niemożliwości określenie kształtu wyrobiska (np. z powodu braku dostępu, zawału, podsadzenia, itp.) lub z ograniczeń wynikających z programu czy sprzętu komputerowego konieczne staje się uproszczenie geometrii. Najczęściej stosowane metody numerycznych obliczeń: elementów skończonych (MES), elementów brzegowych (MEB) oraz różnic skończonych (MRS) pozwalają na określenie z wystarczającą dokładnością wartości naprężeń i przemieszczeń w całym analizowanym modelu, nawet wówczas, gdy posiada on niejednorodną strukturę. Każda metoda numeryczna na własny algorytm obliczeniowy i do każdego rozwiązywanego problemu należy podchodzić indywidualnie.
Źródło:
Archives of Mining Sciences; 2013, 58, 1; 73-88
0860-7001
Pojawia się w:
Archives of Mining Sciences
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Assessment of rock mass stability in the historic area of levels IV-V of the "Wieliczka" Salt Mine
Ocena stabilności górotworu w strefie zabytkowej poziomów IV-V w Kopalni Soli Wieliczka
Autorzy:
d'Obyrn, K.
Hydzik-Wiśniewska, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/219216.pdf
Data publikacji:
2017
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
kopalnia soli
podsadzanie wyrobisk
analiza geomechaniczna
stabilizacja górotworu
salt mine
backfilling
geomechanical analysis
stabilization of the rock mass
Opis:
As a result, of more than 700 years of exploitation in the Wieliczka Salt Mine, a network of underground workings spreading over eleven levels was created. All mine workings of significant historic and natural qualities and the majority of functional mine workings designated to be preserved are located on levels I to V. The most precious of them, available to tourists, are located in the central part of the Mine on levels I-III. The Mine is not anticipating to make levels IV, Kołobrzeg and V available for a wider range of visitors, even though there are historically and naturally precious workings in those areas as well. The most valuable of the mine workings come from the eighteenth and nineteenth centuries and were exploited mainly in a bed of fore-shaft salt, Spiza salt and the oldest ones. The characteristic feature of these excavations, distinguish them from the chambers located on the levels I-III, is the room-and-pillar system that had been used there. Mine workings exploited in this system measure up to 100 metres in length, and the unsupported pillars standing between the chambers measuring 4-10 metres in width were remained. The described above levels, including levels of VI-IX are to provide a stable support for the workings located higher up. The remaining part of the mine, with the exception of the function workings, is designated for liquidation by backfilling. The article presents an assessment of stability of the mine workings, located on levels IV-V, and their impact on the surrounding rock mass and the land surface. The analysis was based on geodetic measurements and numerical calculations for strain state of rock mass surrounding the mine workings, in actual conditions and after partial backfilling, and forecast of the rock stability factor after the end of backfilling. The assessment stability factor in the vicinity of excavations at levels IV-V was based on the results of spatial numerical analysis covering the entire central area of the mine from the surface to level V. Numerical calculations were performed using FLAC programme based on the finite difference method, allowing to observe the mechanisms and processes of destruction and deformation. The calculations were performed for the elastic-plastic medium with the Mohr-Coulomb failure criterium. The choice of this computational model was dictated by a very diverse geological structure of the Wieliczka rock mass and a complex system of excavations.
W Kopalni Soli Wieliczka, po ponad siedemsetletniej eksploatacji, wydobycie soli zostało całkowicie zakończone w roku 1996. W kwietniu 1976 roku kopalnię wpisano na Krajową Listę Zabytków, a we wrzeniu 1978 roku na Listę Światowego Dziedzictwa Kulturowego i Przyrodniczego UNESCO. Pod koniec lat 70 ubiegłego wieku podjęto decyzję, że do stabilizacji górotworu oraz utworzenia mocnego podparcia najważniejszych i najbardziej cennych dla kopalni poziomów, niezbędne jest wypełnianie podsadzką wyrobisk górniczych położonych poniżej, tj. na poziomach VI-IX oraz niezabytkowych rejonów poziomów wyższych. Wszystkie wyrobiska o znaczących walorach zabytkowych i przyrodniczych oraz zdecydowana większość wyrobisk funkcyjnych, przewidzianych do zachowania, zlokalizowane są na poziomach od I do V. Najcenniejsze z nich, udostępnione dla turystów, usytuowane są w centralnej części kopalni na poziomach I-III. Poziomy IV, Kołobrzeg i V stanowić mają stabilną podporę dla wyżej położonych wyrobisk. W artykule przedstawiono ocenę stateczności wyrobisk zlokalizowanych na poziomach IV-V oraz ich wpływ na wyrobiska nadległe, zarówno obecnie, jak i po częściowym podsadzeniu oraz prognozę stanu wytężenia górotworu po zakończeniu podsadzania. Podstawą do oceny wytężenia górotworu w wokół wyrobisk na poziomach IV-V były wyniki przestrzennych analiz numerycznych obejmujących cały centralny rejon kopalni od powierzchni do poziomu V. Obliczenia numeryczne zostały wykonane przy użyciu programu FLAC bazującego na metodzie różnic skończonych umożliwiającego obserwację mechanizmów oraz przebiegu procesów zniszczenia i deformacji. Obliczenia zostały przeprowadzone dla ośrodka sprężysto-plastycznego z warunkiem wytrzymałościowym Coulomba-Mohra. Wybór tego modelu obliczeniowego podyktowany został bardzo zróżnicowaną budową geologiczną górotworu wielickiego oraz skomplikowanym układem wyrobisk.
Źródło:
Archives of Mining Sciences; 2017, 62, 1; 189-202
0860-7001
Pojawia się w:
Archives of Mining Sciences
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
The change of structural and thermal properties of rocks exposed to high temperatures in the vicinity of designed geo-reactor
Zmiany właściwości strukturalnych i cieplnych skał poddanych wysokim temperaturom w rejonie projektowanego georeaktora
Autorzy:
Małkowski, P.
Niedbalski, Z.
Hydzik-Wiśniewska, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/219287.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
parametry strukturalne skał
wysoka temperatura
termiczne właściwości skał
wygrzewanie skał
structural rocks parameters
high temperature
rocks’ kilning
thermal rocks parameters
Opis:
Among the main directions of works on energy acquisition, there is the development and application of the technology of underground gasification of coal deposits (UCG). During the process of deposit burning and oxidation, there is also impact of temperatures exceeding 1000°C on rocks surrounding the deposit. As a result of subjecting carboniferous rocks to high temperatures for a prolonged period of time, their structure will change, which in turn will result in the change of their physical properties. Due to the project of underground coal gasification, as performed in Poland, laboratory tests are currently under way to a broad extent, including physical properties of carboniferous rocks subjected to high temperatures. The article presents results of laboratory tests of rocks surrounding the designed geo-reactor: changes to bulk density, specific density and porosity due to high temperature, and confronts the above results with the results of tests of thermal conductivity, specific heat and heat diffusivity (temperature conductivity) of the rocks. The mineralogical investigations were presented too.
Jednym z głównych kierunków prac nad pozyskiwaniem energii jest opracowanie i zastosowanie technologii podziemnej gazyfikacji pokładów węgla. W czasie procesu spalania i utleniania pokładu dochodzi również do oddziaływania temperatur przekraczających 1000°C na skały otaczające pokład. W wyniku poddania skał karbońskich wysokim temperaturom przez dłuższy okres czasu będzie dochodzić do zmian ich struktury, co z kolei spowoduje zmiany ich właściwości fizycznych. Ze względu na realizowany w Polsce projekt podziemnego zgazowania węgla prowadzone są obecnie badania laboratoryjne w szerokim zakresie, m.in. właściwości fizycznych skał karbońskich poddanych wysokim temperaturom. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych skał otaczających projektowany georeaktor: zmian gęstości objętościowej, gęstości właściwej i porowatości na skutek wysokiej temperatury oraz skonfrontowano powyższe wyniki z wynikami badań przewodności cieplnej, pojemności cieplnej i dyfuzyjności cieplnej (przewodzenia temperatury) skał. Na podstawie opisu mineralogicznego skał przed wygrzaniem stwierdzono, że są to okruchowe skały osadowe z frakcją psamityczną. Szkielet ziarnowy jest zbudowany niemal wyłącznie z ziaren kwarcu, a podrzędnie w skałach występują muskowit, biotyt, skalenie i minerały ciężkie. Zawartość procentowa minerałów i spoiwa zmienia się w szerokim zakresie: ziaren mineralnych od 10,3% do 90,0%, a spoiwa od 10,0% do 89,7%. Po przepaleniu skał do temperatury 1000÷1200°C zmniejsza się w nich zawartość matrix, a wzrasta zawartość kwarcu. Pojawiają się także nowe minerały, takie jak hematyt i minerały rudne. Po ogrzaniu nie stwierdzono cementu węglanowego, opali, tlenowodorków żelaza, kalcytu, hornblendy i porów. Proporcja pomiędzy ziarnami a spoiwem ulega zupełnej zmianie i ziarna stanowią 31-99% objętości, a spoiwo - 1-69%. Wpływ wysokiej temperatury na zmianę struktury i tekstury skał określano obserwując zachowanie się skał w trakcie ich wygrzewania. W pierwszej kolejności zaobserwowano zdecydowanie różny charakter reagowania poszczególnych typów skał na wysoką temperaturę, a w swoich fazach podobny do obserwacji poczynionych przez Mao (Mao et al. 2008). Łupki ilaste wypalały się całkowicie, zmieniały swój kolor na brązowy, a także rozwarstwiały i pękały na drobne kawałki. Łupki piaszczyste generalnie nie zmieniały swojej postaci, lecz często pękały wzdłuż powierzchni uwarstwienia. Laminy materiałów ilastych ulegały przepaleniu i kolor zmieniał się na brązowy lub brunatno-czerwony. Piaskowce całkowicie zachowywały swój kształt, natomiast niektóre minerały zmieniały swój kolor na czerwony lub brązowy. Wykonane badania pokazują, że wszystkie badane skały po wyprażeniu zwiększają swoją gęstość objętościową i zmniejszają swoją gęstość właściwą. Największe zmiany wykazują skały iłowcowe, które mogą zwiększyć swoją gęstość objętościową ρο o ponad 20%, podczas gdy największy ubytek gęstości właściwej wykazują łupki ilaste i piaszczyste, których zmiana ρs wahała się od 0,88% do 5,93%, natomiast piaskowce zmniejszają swoją gęstość średnio o ok. 1,5%. Choć wydaje się logiczne, że wraz z wypalaniem się skał powinna wzrastać ich porowatość i jednocześnie zmieniać się gęstość objętościowa, badania nie wykazują ścisłej zależności pomiędzy oboma parametrami. Analiza granicznych wartości współczynnika przewodzenia ciepła skał karbońskich w temperaturach 20°C i 1000°C pokazuje, że wartości współczynnika λ po wygrzaniu skały ma tendencję odwrotnie proporcjonalną do wartości pierwotnej. Dla współczynnika przewodności cieplnej równego ok. 1 W/m•K w temperaturze pokojowej, po wygrzaniu skał do 1000°C jego wartości gwałtownie rosną do nawet 14 W/m•K. Wraz z większą początkową zdolnością do przewodzenia ciepła, wyprażenie skał w wysokiej temperaturze zaczyna przynosić skutek odwrotny w stosunku do jego przewodności cieplnej. Tendencja spadku przewodnictwa cieplnego dla skał osadowych jest zgodna z obserwacjami niemieckimi łupków i piaskowców, gdzie stwierdzono, że współczynnik λ dla temperatury pokojowej wynosi ok. 3,0-3,3 W/m•K, natomiast po ogrzaniu do temperatury 800°C jego wartość spada do ok. 1,4 W/m•K (Clauser & Huenges, 1995). Zauważalny jest także wyraźny logarytmiczny charakter zmian zdolności skał do przewodzenia ciepła przed i po wygrzewaniu ich w wysokich temperaturach. Współczynnik determinacji jest dla przebadanych próbek równy 0,70, co wobec niestabilności procesów termicznych w skałach i ich ścisłej zależności od składu mineralogicznego należy uznać za wyjątkowo wysoki. Wykonana analiza pokazuje, że nie można wykazać żadnej korelacji pomiędzy właściwościami termicznymi skał a ich gęstością objętościową. Przy tej samej gęstości ρo współczynnik przewodzenia ciepła dla skał po wyprażeniu może przyjmować wartości w szerokim zakresie od 1 W/m•K do 15 W/m•K, jak również wiele zbliżonych wartości współczynnika λ dla tej samej gęstości objętościowej przed wyprażeniem. Podobnie rzecz się ma z pojemnością cieplną skał oraz z jej dyfuzyjnością ciepła, która także dla tej samej gęstości objętościowej może przyjmować kilkukrotnie różne wartości. Przeprowadzone badania właściwości strukturalnych oraz cieplnych skał karbońskich z rejonu Górnego Śląska, gdzie projektowana jest podziemna gazyfikacja węgla, pokazuje, że wraz z temperaturą zmieniają się one w bardzo szerokim zakresie. Badane skały łupka ilastego, łupka piaszczystego i piaskowca po wyprażeniu zwiększają swoją gęstość objętościową i zmniejszają swoją gęstość właściwą. Największe zmiany wykazują skały iłowcowe, które mogą zwiększyć swoją gęstość objętościową nawet o ponad 20%. Średnie zmiany gęstości dla łupków ilastych wynoszą 9,76%, łupków piaszczystych - 8,19%, a piaskowców - 5,73%. W przypadku gęstości właściwej ρs następuje jej zmniejszenie pod wpływem wysokiej temperatury, w przypadku łupków ilastych i piaszczystych nawet do 6%. Wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ skał karbońskich w temperaturach 20°C i 1000°C pokazują wzajemną autokorelację w funkcji logarytmicznej. Oznacza to, że dla wysokich wartości współczynnika λ skał przed wygrzaniem, jego wartość spada po wygrzaniu i na odwrót. Wykonana analiza pokazuje, że nie można wykazać zależności pomiędzy właściwościami termicznymi skał a ich gęstością objętościową, natomiast w pewnym stopniu można skorelować badane parametry termiczne z gęstością właściwą skał. Poddanie skał bardzo wysokim temperaturom mocno zaburza wzajemne relacje pomiędzy ich właściwościami strukturalnymi i termicznymi. Właściwości termiczne skał są zależne od zakresu temperatur, w jakich są wyznaczane i ulegają zmianie wraz ze zmianą ich składu mineralnego. Zmiana struktury skały nie przekłada się jednak wprost na jej zdolności do przewodzenia i akumulacji ciepła.
Źródło:
Archives of Mining Sciences; 2013, 58, 2; 465-480
0860-7001
Pojawia się w:
Archives of Mining Sciences
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
    Wyświetlanie 1-3 z 3

    Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies