- Tytuł:
-
Analysis of yielding steel arch support with rock bolts in mine roadways stability aspect
Analiza systemów obudowy podporowo-kotwowej w aspekcie stateczności wyrobisk korytarzowych - Autorzy:
-
Majcherczyk, T.
Niedbalski, Z.
Małkowski, P.
Bednarek, Ł. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/218804.pdf
- Data publikacji:
- 2014
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
wyrobiska górnicze
obudowa wyrobisk
stateczność wyrobisk podziemnych
monitoring górotworu
mine roadways
mining support
stability of roadways
rock mass monitoring - Opis:
-
The result of the search for new technological solutions in the field of support for roadways in coal mines has in recent years been the widespread use of steel arch with rockbolt support systems. The efficiency of these systems is affected among other things by the option of installing rock bolts after the actual driving the mine roadway, the increased load capacity that these systems can support, and their resistance to dynamic weight. Large variation in the way that these steel arch support can be connected using different types of rock bolts necessitates mining research revealing the effectiveness of such solutions. Although the steel arch with rockbolt support system is used in the majority of European coal mines, it is still not possible to apply templates of schemes due to the diversity of geological and mining conditions. Therefore, throughout a period of several years, the authors of this article conducted research in situ under conditions of different schemes related to connecting arched support frames with rock bolts, with only selected results being presented in the article. The measurements of convergence, load supported by the system frame, load supported by the rock bolts, and the stratification of roof rocks were analyzed, carried out in two roadways with yielding steel arch support in which strand bolts were applied. The article also proposes the index for working maintenance nuw, used in preliminarily assessing the stability of a given working with a limited number of data concerning geomechanical conditions. Additionally considered are empirical methods used in Poland for designing steel arch with rock bolt support systems. The results of mine research indicate that strengthening yielding steel support with strand bolts through steel beams maintains the stability of a roadway, even when exposed to the exploitation stress. Aside from the impact of exploitation, deformations of the support system are negligible, despite the fact that the tensile forces acting on the rock bolts can reach values of up to 160 kN. Under favorable geological and mining conditions, support system frames can be spread up to 1.5 m apart when using rock bolts between them. The conducted measurement of convergence during a three year period revealed a compression amounting to a few centimeters. The results obtained by the research fully confirm the effectiveness of combined yielding steel arch with rock bolt support systems under different mining conditions.
Efektem poszukiwania nowych rozwiązań technologicznych w zakresie obudowy wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego, jest w ostatnich latach dość powszechne stosowanie obudowy podporowo-kotwowej. Na jej efektywność wpływa miedzy innymi możliwość zabudowy kotew w późniejszym okresie niż drążenie wyrobiska, uzyskiwanie dużej nośności, czy odporność na obciążenia dynamiczne. Duża liczba możliwych do zastosowania wariantów połączeń obudowy podporowej z kotwami o różnej konstrukcji i rozmieszczeniu, wymusza konieczność prowadzenia badań kopalnianych wskazujących na skuteczność zastosowanych rozwiązań. Choć obudowa podporowo-kotwowa stosowana jest w większości europejskich kopalń węgla kamiennego, to ze względu na odmienność warunków geologiczno – górniczych, nie można wprost przenieść gotowych schematów. W związku z tym od kilkunastu lat autorzy artykułu prowadzą badania w warunkach in situ różnych schematów połączeń odrzwi obudowy łukowej z kotwami, a w artykule przedstawiono wybrane wyniki badań. Poddane analizie zostały wyniki pomiarów konwergencji, obciążenia odrzwi, obciążenia kotew i rozwarstwienia skał stropowych w dwóch wyrobiskach z obudową podporowo-kotwową w których zastosowano kotwy strunowe. W artykule zamieszczono także propozycję wskaźnika utrzymania wyrobiska, służącego do wstępnej oceny stateczności projektowanego wyrobiska przy ograniczonej liczbie danych dotyczących warunków geomechanicznych. Zamieszczono także stosowane w Polsce empiryczne metody projektowania obudowy podporowo-kotwowej. Wyniki badań kopalnianych wskazują, że zastosowanie wzmocnienie obudowy podporowej kotami strunowymi poprzez podciągi, pozwala na utrzymanie stateczności wyrobiska nawet w przypadku oddziaływania ciśnienia eksploatacyjnego. Poza zasięgiem oddziaływania eksploatacji deformacje obudowy są niewielkie, choć siły rozciągające w kotwach dochodzą do 160 kN. W korzystnych warunkach geologiczno-górniczych możliwe jest rozrzedzenie odrzwi obudowy nawet do 1,5 m przy zastosowaniu kotwienia pomiędzy odrzwiami. Prowadzony pomiar konwergencji w okresie trzech lat wykazał zaciskanie wynoszące kilkanaście centymetrów. Uzyskane wyniki w pełni potwierdzają skuteczność obudowy podporowo-kotwowej w różnych uwarunkowaniach górniczych. - Źródło:
-
Archives of Mining Sciences; 2014, 59, 3; 641-654
0860-7001 - Pojawia się w:
- Archives of Mining Sciences
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł