Informacja

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

English (EN)·Polski (PL)·Yкраїнський (UK)
Przejdź do strony domowej biblioteki Centralna Biblioteka Wojskowa Link otwiera się w nowym oknie Logo biblioteki Prolib Integro - strona głównaCentralna Biblioteka Wojskowa

Wyszukujesz frazę "właściwości skał" wg kryterium: Temat

  Lista filtrów
Wyrównaj
    Wyświetlanie 1-12 z 12
    Tytuł:
    Charakterystyka zmian właściwości skał karbońskich w strefach tektoniki nieciągłej w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym
    The characteristic of changes of Carboniferous rocks properties in non-continuous tectonic zones in the Upper Silesian Coal Basin
    Autorzy:
    Bukowska, M.
    Ćmiel, S.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/350472.pdf
    Data publikacji:
    2011
    Wydawca:
    Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
    Tematy:
    właściwości skał
    GZW
    skały
    uskoki
    USCB
    rocks
    faults
    properties of rocks
    Opis:
    W rejonie stref uskokowych w GZW stwierdza się zmiany wartości wielu parametrów fizycznych, chemicznych i technologicznych węgli i skał otaczających pokłady, nawet na dużych głębokościach. Wtórne zmiany niektórych właściwości skał formacji węglonośnej górnego karbonu w strefach nieciągłości są wynikiem różnych procesów, w tym epigenetycznych jako wynik wietrzenia skał i przeobrażeń termicznych. Strefy dyslokacji tektonicznych, w wyniku udrożnienia górotworu, stają się drogą migracji wód i gazów, w składzie których, w strefach infiltracji, dominuje tlen i azot, które sprzyjają procesom wietrzenia skał. Znajomość zmian właściwości skał w strefach uskokowych jest istotna z uwagi na występowanie zagrożeń naturalnych w górotworze spowodowanych eksploatacją górniczą oraz z powodu trudności w utrzymaniu wyrobisk górniczych w tych strefach. Na przykładzie uskoku kłodnickiego i bytomskiego scharakteryzowano zmiany niektórych właściwości fizyko-mechanicznych węgla i skał płonnych w miarę zbliżania się do płaszczyzn uskokowych. Należą do nich: wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie skał otaczających pokład 507 w KWK Bobrek-Centrum oraz pokład 416 w KWK Wujek oraz mikrotwardość i stopień spękania węgla. Wykazano zmiany piaskowców wyrażające się między innymi obniżeniem wytrzymałości na ściskanie w bliskim sąsiedztwie uskoków, w odległości do kilku metrów od powierzchni uskokowej, do kilkuset procent. W porównaniu ze skałami otaczającymi, degradacyjne zmiany parametrów jakościowych węgla, w tym mikrotwardości, stopnia spękania i gęstości występują na mniejszym odcinku od płaszczyzny uskoku, co wynika z właściwości węgli - ich struktury i tekstury. W płaszczyźnie uskoku mikrotwardość maleje w znacznym stopniu, natomiast stopień spękania poszczególnych ziaren kilkakrotnie rośnie. W artykule zwrócono uwagę, że problem destrukcji skał w strefach uskokowych i wpływu na zagrożenia naturalne w górotworze w aspekcie projektowania i prowadzenia bezpiecznej i jednocześnie racjonalnej eksploatacji nie jest uwzględniony wprost w przepisach wykonawczych do Prawa geologicznego i górniczego.
    Within fault zones in the USCB there can be noticed changes of values of numerous physical, chemical and technological parameters of coals and rocks surrounding beds, even at great depths. Secondary changes of some properties of rocks of carboniferous formation of the Upper Carboniferous within non-continuous zones are results of various processes including epigenetic ones resulting from rocks weathering and thermal modifications. Zones of tectonic dislocations become the routes of migration of water and gases containing oxygen and nitrogen in infiltration zones that are favorable to weathering processes, what is the result of rock mass unblocking. The knowledge of rocks properties in dislocation zones is essential because of existence of natural hazards in rock mass that result from exploitation as well as considering difficulties in maintenance of mine workings within such zones. Changes of some physical and chemical properties of coal and barren rocks with approaching to fault surface have been characterized on the basis of kłodnicki and bytomski faults. The characterized properties are as follows: uniaxial compression strength of rocks surrounding the bed 507 in the Bobrek-Centrum mine and bed 416 in the Wujek mine as well as micro-hardness and degree of coal fracturing. There are shown changes of sandstones consisting among others in decrease of compression strength in the vicinity of faults. The decrease equals to several hundred per cent in the distance of several meters from the fault surface. In comparison to surrounding rocks changes of qualitative parameters of coal including its micro-hardness, degree of fracturing and volumetric density occur at smaller distance from the fault surface what is the result of coals properties - their structure and texture. The micro-hardness decreases essentially within the fault surface and the degree of fracturing of each grain increases several times. In the article it is noticed that the issue of rocks destruction in fault zones and influence on natural hazards in a rock mass in the aspect of designing and conducting of safe and rational exploitation is not included straight in the executive regulations of the Geological and mining law.
    Źródło:
    Górnictwo i Geoinżynieria; 2011, 35, 2; 111-119
    1732-6702
    Pojawia się w:
    Górnictwo i Geoinżynieria
    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
    Tytuł:
    Petrology and origin of the Lar igneous complex of the Sistan suture zone, Iran
    Autorzy:
    Boomeri, Mohammad
    Moradi, Rahele
    Bagheri, Sasan
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/94490.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
    Tematy:
    post-collisional setting
    shoshonitic magmatism
    rock properties
    Middle East
    magmatyzm
    właściwości skał
    Bliski Wschód
    Opis:
    The Oligocene Lar igneous complex is located in the Sistan suture zone of Iran, being emplaced in Paleocene to Eocene flysch-type rocks. This complex includes mainly intermediate K-rich volcanic (trachyte, latite and andesite) and plutonic (syenite and monzonite) rocks that belong to shoshonitic magma. The geochemical characteristics of the Lar igneous complex, such as an enrichment of LREE and LILE relative to HREE and HFSE, respectively, a negative anomaly of Ti, Ba and Nb and a positive anomaly of Rb and Th are similar to those of arc-type igneous rocks. Tectonic discrimination diagrams also show that rocks of the Lar igneous complex fall within the arc-related and post-collisional fields and K-enrichment of these rocks confirm the post-collisional setting. Based on geochemical features, the Lar igneous complex magma was derived from partial melting of a phlogopite-bearing, enriched and metasomatised lithospheric mantle source and the magma was affected by some evolutionary processes like fractional crystallisation and crustal contamination.
    Źródło:
    Geologos; 2020, 26, 1; 51-64
    1426-8981
    2080-6574
    Pojawia się w:
    Geologos
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Effect of rock properties on ROP modeling using statistical and intelligent methods: a case study of an oil well in southwest of Iran
    Badanie wpływu właściwości skał na prędkość wiercenia przy zastosowaniu metod statystycznych i inteligentnych: studium przypadku: szyb naftowy w południowo-zachodniej części Iranu
    Autorzy:
    Bezminabadi, S. N.
    Ramezanzadeh, A.
    Jalali, S. M. E.
    Tokhmechi, B.
    Roustaei, A.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/219768.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    prędkość wiercenia
    właściwości skał
    metoda wielokrotnej regresji nieliniowej
    sztuczne sieci neuronowe
    ROP
    rock properties
    MNR
    ANN
    Opis:
    Rate of penetration (ROP) is one of the key indicators of drilling operation performance. The estimation of ROP in drilling engineering is very important in terms of more accurate assessment of drilling time which affects operation costs. Hence, estimation of a ROP model using operational and environmental parameters is crucial. For this purpose, firstly physical and mechanical properties of rock were derived from well logs. Correlation between the pair data were determined to find influential parameters on ROP. A new ROP model has been developed in one of the Azadegan oil field wells in southwest of Iran. The model has been simulated using Multiple Nonlinear Regression (MNR) and Artificial Neural Network (ANN). By adding the rock properties, the estimation of the models were precisely improved. The results of simulation using MNR and ANN methods showed correlation coefficients of 0.62 and 0.87, respectively. It was concluded that the performance of ANN model in ROP prediction is fairly better than MNR method.
    Prędkość wiercenia jest jednym z podstawowych parametrów charakteryzujących tempo prac wiertniczych. Oszacowanie prędkości wiercenia jest zagadnieniem kluczowym dla inżynierów wiertnictwa, gdyż pozwala na dokładne określenie czasu trwania prac, a co za tym idzie także kosztów operacyjnych. Szacowanie prędkości wiercenia odbywa się na podstawie modelu uwzględniającego parametry pracy oraz parametry środowiskowe. Pierwszy krok obejmuje pozyskanie danych o fizycznych i mechanicznych właściwościach skał na podstawie profilowania geofizycznego otworu. Zastosowano korelację odpowiednich par danych dla pokreślenie wpływu głównych czynników warunkujących prędkość wiercenia. Nowy model obliczania prędkości wiercenia opracowany został w okręgu naftowym Azadegan w południowo-zachodniej części Iranu. Symulacje prowadzono w oparciu o metodę wielokrotnej regresji nieliniowej a także przy wykorzystaniu sztucznych sieci neuronowych. Poprzez dodanie danych o właściwościach skał, model został znacznie udoskonalony. Wyniki symulacji prowadzonych w oparciu o powyższe metody wykazały współczynniki korelacji na poziomie 0.62 i 0.87. Stwierdzono, że metoda wykorzystująca sztuczne sieci neuronowe daje dokładniejsze szacunki prędkości wiercenia niż podejście bazujące wyłącznie na metodzie obliczania regresji nieliniowej
    Źródło:
    Archives of Mining Sciences; 2017, 62, 1; 131-144
    0860-7001
    Pojawia się w:
    Archives of Mining Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Impact of heating of Carboniferous rocks on their mechanical parameters
    Wpływ wysokiej temperatury na parametry mechaniczne skał karbońskich
    Autorzy:
    Małkowski, P.
    Kamiński, P.
    Skrzypkowski, K.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/348735.pdf
    Data publikacji:
    2012
    Wydawca:
    Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
    Tematy:
    właściwości mechaniczne skał
    wygrzewanie skał
    podziemne zgazowanie węgla
    mechanical properties of rocks
    rock furnacing
    underground coal gasification (UCG)
    Opis:
    This article presents the results of strength and deformation tests of carboniferous rocks - mudstones, siltstones, sandy mudstones and sandstones after kilning at a temperature of 1000 degrees of Celsius. The rocks studied originate from the site of the underground geo-reactor designed in Poland from "Wieczorek" mine. The article presents the values of compression strength and tensile strength of the rocks, modulus of elasticity and changes to the above parameters due to impact of high temperatures. Also, ignition losses have been presented, as experienced by the rocks, and the above studies have been carried out in order to assess to the change in the physical properties of the rocks due to heating.
    W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowo-odkształceniowych skał karbońskich - łupków ilastych, łupków piaszczystych, łupków ilastych zapiaszczonych oraz piaskowców po wyprażeniu ich w temperaturze 1000 stopni Celsjusza. Badane skały pochodzą z miejsca projektowanego w Polsce podziemnego georeaktora z kopalni "Wieczorek". W artykule przedstawiono wartości wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie skał, modułu sprężystości liniowej oraz zmian powyższych parametrów na skutek działania na skały wysokich temperatur. Przedstawiono także straty prażenia jakim ulegają ww. skały oraz skonfrontowano powyższe badania ze zmianą właściwości fizycznych skał na skutek ich ogrzewania.
    Źródło:
    AGH Journal of Mining and Geoengineering; 2012, 36, 1; 231-142
    1732-6702
    Pojawia się w:
    AGH Journal of Mining and Geoengineering
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Analysis of Youngs modulus for Carboniferous sedimentary rocks and its relationship with uniaxial compressive strength using different methods of modulus determination
    Autorzy:
    Małkowski, P.
    Ostrowski, Ł.
    Brodny, J.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/92023.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Główny Instytut Górnictwa
    Tematy:
    Young's modulus
    rock properties
    rock deformability
    elasticity limits
    carboniferous sedimentary rocks
    modulus ratio MR
    moduł Younga
    właściwości skał
    odkształcalność skał
    granice elastyczności
    karbońska skała osadowa
    współczynnik MR
    Opis:
    Young’s modulus (E) is one of the basic geomechanical parameters used in rock engineering in practice. It is determined based on uniaxial compressive test (UCS). However, according to International Society of Rock Mechanics it can be calculated by three different ways: as the tangent, secant and average modulus. The results from each method are significantly different. The UCS tests was carried out on 237 rock specimens with the slenderness ratio 2 of Carboniferous claystones, mudstones and sandstones. The axial deformation was always measured automatically by the displacement measurement device (LVDT) built into the testing machine and connected to the hydraulic piston. Then the Young’s modulus was calculated for each test by all three methods. The analysis of the results is presented in this paper to show the difference between all the three moduli calculated for each specimen, and to recommend the best method of Young’s modulus determination. First, the typical range of the elastic linear deformability for the chosen rock types was determined as 25-75% of the peak strength at confidence interval 95% for these sedimentary rocks. The modulus value distributions obtained from each calculation method were compared using statistical parameters: mean value, median, minimum, maximum, standard deviation, mean difference at confidence interval 95%, and non-uniformity coefficient. The proportions between average-secant modulus (Eav/Esec) and average-tangent modulus (Eav/Etan) for the rock samples were estimated. For the studied rocks the obtained values were: 1.10-1.32% for Eav/Esec, 1.08-1.25% for Etan/Esec and 1.01-1.06 for Eav/Etan (for Etan with the range of 20-80% of peak strength). These values show low coherence between secant and average modulus (ca. 23% difference) and good consistency of average and tangent modulus. Based on the analysis, tangent Young’s modulus is recommended as the guiding one at the constant range of 30-70% of the ultimate stress. Secant Young’s modulus, as it comprises not only elastic strain but the pore compaction as well, should be named as modulus of deformability. This conclusion was further confirmed by the regression analysis between UCS and E. The highest regression coefficients and the lowest standard error of the regression was obtained for tangent Young’s modulus determination method. In addition, modulus ratio MR for claystones, mudstones and sandstones was studied and determined as 274, 232 and 223 respectively.
    Źródło:
    Journal of Sustainable Mining; 2018, 17, 3; 145-157
    2300-1364
    2300-3960
    Pojawia się w:
    Journal of Sustainable Mining
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zastosowanie wybranych metod badań masywów skalnych do oceny warunków hydrogeologicznych kopalń węgla kamiennego GZW
    Selected methods of investigating the solid rock environment and their application in the assessment of hydrogeological conditions of hard coal mines in the Upper Silesian Coal Basin
    Autorzy:
    Bukowski, P.
    Niedbalska, K.
    Augustyniak, I.
    Haładus, A.
    Kura, K.
    Małaszuk, T.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2075588.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    hydrogeologia górnicza
    warunki hydrogeologiczne
    zagrożenie wodne
    właściwości skał
    metody badania
    mining hydrogeology
    assessment of hydrogeological conditions
    water hazard
    rock properties
    investigation methods
    Opis:
    The paper characterizes selected methods of studying the sources of water hazard and solid rocks properties useful in the assessment of hydrogeological conditions of hard coal mines. Particular attention was paid to the measurement method of rock permeability using the unique PDPK-400 equipment in the assessment of filtration conditions and conditions of water flow in post-exploitation goafs and trough safety pillars. The possibilities of using an oedometer in the evaluation of permeability of post-exploitation goafs have been indicated. The usefulness ofsome investigation methods of the rock environment as sources of input data for numerical modelling of filtration have also been shown.
    Źródło:
    Przegląd Geologiczny; 2017, 65, 11/1; 933--937
    0033-2151
    Pojawia się w:
    Przegląd Geologiczny
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    The Analysis of Thermal Properties of Selected Rock Materials by Thermovision Methods
    Analiza właściwości cieplnych wybranych surowców naturalnych, na podstawie badań wykorzystujących metody termowizyjne
    Autorzy:
    Stempkowska, A.
    Izak, P.
    Mastalska-Popławska, J.
    Staszewska, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/319117.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
    Tematy:
    ciepło właściwe minerałów
    emisja ciepła
    termiczne właściwości skał
    moc cieplna
    termowizja
    minerals specific heat capacity
    heat emission
    rocks thermal properties
    thermal power
    thermovision
    Opis:
    Heat accumulation means denotes the of a material to collect and store inside a specific amount of thermal energy, which can be then returned for a period time from the material. There are many investigations devoted to finding a method to collect heat when there is an excess and to use it when there is a deficit. The parameter determining whether the returned heat long for a term will have an impact on the room temperature, is the time of emission of stored energy. For the specified amount of stored energy, the emission time cannot be too short (in such a case too much heat in the unit time is returned) or too long (in this case a too small amount of heat in the time unit is returned, for example insufficient for heating rooms). The main aim of this research is to investigate the behavior (during cooling) of natural rock materials. On the basis of research and performed calculations the evaluation of tested materials to serve as the heat accumulator was performed. This analysis would allow them to be applied for the production of components, including precast, working at elevated temperatures, in which the accumulation and transfer of heat is important (eg. housing furnaces and fireplaces).
    Akumulacja ciepła oznacza zdolność materiału do gromadzenia i magazynowania w jego wnętrzu określonej porcji energii cieplnej, która następnie może być przez pewien okres czasu przez ten materiał oddawana. Szuka się więc sposobów gromadzenia ciepła wtedy, gdy jest jego nadmiar oraz wykorzystania, gdy występuje deficyt. Parametrem, decydującym o tym czy oddający ciepło materiał w sposób długotrwały będzie oddziaływał na temperaturę pomieszczenia, jest czas oddawania (emisji) zgromadzonej energii. Przy danej ilości zgromadzonej energii, czas jej emisji nie może być zbyt krótki (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt duże ilości ciepła) ani zbyt długi (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt małe ilości ciepła, niewystarczające np. do ogrzania pomieszczenia). W niniejszej pracy zrelacjonowano eksperyment polegający na badaniu zachowania się, podczas studzenia, naturalnych surowców mineralnych. Na tej podstawie badań oraz wykonanych obliczeń oceniono jego zdolność do akumulacji cieplnej. Pozwoliłoby to na stosowanie ich do wytwarzania elementów, w tym prefabrykatów, pracujących w podwyższonych temperaturach, gdzie jest istotna akumulacja i oddawanie ciepła (np. obudowy palenisk i komików).
    Źródło:
    Inżynieria Mineralna; 2018, R. 20, nr 2, 2; 337-344
    1640-4920
    Pojawia się w:
    Inżynieria Mineralna
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Changes of selected structural and mechanical properties of the Strzelin granites as induced by thermal loads
    Wpływ obciążeń termicznych na zmiany niektórych strukturalnych i mechanicznych właściwości granitów strzelińskich
    Autorzy:
    Nowakowski, A.
    Młynarczuk, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/219766.pdf
    Data publikacji:
    2012
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    właściwości skał
    struktura skał
    obciążenie termiczne
    spękania
    prędkość fali dźwiękowej
    porowatość
    przepuszczalność
    wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie
    moduł Younga
    współczynnik Poissona
    rock properties
    rock structure
    thermal load
    cracks
    sound wave velocity
    porosity
    permeability
    compressive strength
    Young modulus
    Poisson ratio
    Opis:
    Temperature is one of the basic factors influencing physical and structural properties of rocks. A quantitative and qualitative description of this influence becomes essential in underground construction and, in particular, in the construction of various underground storage facilities, including nuclear waste repositories. The present paper discusses the effects of temperature changes on selected mechanical and structural parameters of the Strzelin granites. Its authors focused on analyzing the changes of granite properties that accompany rapid temperature changes, for temperatures lower than 573ºC, which is the value at which the β - α phase transition in quartz occurs. Some of the criteria for selecting the temperature range were the results of measurements carried out at nuclear waste repositories. It was demonstrated that, as a result of the adopted procedure of heating and cooling of samples, the examined rock starts to reveal measurable structural changes, which, in turn, induces vital changes of its selected mechanical properties. In particular, it was shown that one of the quantities describing the structure of the rock - namely, the fracture network - grew significantly. As a consequence, vital changes could be observed in the following physical quantities characterizing the rock: primary wave velocity (vp), permeability coefficient (k), total porosity (n) and fracture porosity (η), limit of compressive strength (Rσ1) and the accompanying deformation (Rε1), Young’s modulus (E), and Poisson’s ratio (ν).
    Wśród wielu czynników wpływających na właściwości fizyczne i strukturalne skał jednym z najważniejszych jest bez wątpienia temperatura. Jej podwyższenie lub obniżenie może prowadzić do zmian struktury, spowodować przemiany fazowe składników, zmieniać skład chemiczny a wreszcie, stan skupienia skały. Procesy te mogą więc w istotny sposób zmienić właściwości fizyczne skały, co jest istotne między innymi z punktu widzenia szeroko rozumianego budownictwa podziemnego. Zmiany temperatury skały mogą wynikać z warunków naturalnych, w jakich się ona znajduje lub być konsekwencją działalności człowieka. Szczególnym przypadkiem takiej działalności jest budowa różnego typu składowisk podziemnych czy to magazynowych (np. magazyny paliw płynnych) czy też „podziemnych śmietników” na różnego rodzaju odpady, także promieniotwórcze. Artykuł skupia się na badaniach wpływu zmian temperatury na wybrane parametry mechaniczne i strukturalne granitów ze Strzelina. Autorzy skoncentrowali się na analizie zmian właściwości tych skał towarzyszących szybkim zmianom temperatury, w zakresie od temperatury pokojowej do 573ºC, czyli do temperatury, przy której zachodzi przemiana fazowa kwarcu β - α. Badania prowadzono na dwóch odmianach granitoidów z masywu Strzelin-Žulowa. Jedna z nich to odmiana „młodszą”, tzw. normalna, o charakterze adamellitu a druga to odmiana „starszą” wykazującą podobieństwo do gnejsów. Na potrzeby niniejszej pracy granit normalny nazywano granitem gruboziarnistym, a granit gnejsowaty - drobnoziarnistym. Procedura badawcza polegała na tym, że walcowe próbki skal umieszczano w piecu nagrzanym do zadanej temperatury, celem wywołania „szoku” termicznego. Stosowano temperatury 100, 200, 300 i 500 stopni Celsjusza. Po upływie 60 minut piec, w którym znajdowała się próbka wyłączano i stygł on wraz z próbką do temperatury pokojowej. Przyjęty czas wygrzewania miał zapewnić równomierne nagrzanie próbki w całej jej objętości. Wyznaczony on został na podstawie pomiarów przewodnictwa temperaturowego. Wyniki badań mikroskopowych przeprowadzone dla granitów wygrzewanych w opisany sposób wskazują, że istotną zmianą strukturalną jest powstanie nowych i (lub) rozrost już istniejących spękań. W pracy zaprezentowano wyniki badań ilościowych, które świadczą o tym, że zastosowana procedura grzania szokowego pociąga ze sobą wzrost spękań rozumiany zarówno jako wzrost ich długości jak i rozwartości a w konsekwencji ich powierzchni (patrz rys. 6), Ponadto spękania te są praktycznie niezauważalne pod mikroskopem optycznym i uwidaczniają się dopiero pod mikroskopem skaningowym, Analizując dwie odmiany granitu zauważono, że zdecydowanie większy wzrost spękań występuje w granicie gruboziarnistym. Jakkolwiek rozrost istniejących i powstanie nowych spękań nie są jedynymi zmianami strukturalnymi zauważonymi w podgrzewanych skałach (porównaj rozdział 3.1 i 3.2), to w rezultacie zaprezentowanych wyników badań przyjęto, że są one tym procesem, który wywiera największy wpływ na właściwości fizyczne badanych skał. W badanych nie zaobserwowano przemian fazowych. Zwrócono natomiast uwagę na niewielkie zmiany chemiczne. Ich przykładem może być np. oksydacja skaleni i biotytu, czego efektem jest opisana zmiana barwy biotytu (patrz rys. 5). Badania dylatometryczne, których wynik zaprezentowano na rys 17 pokazały, że względny przyrost wymiarów liniowych próbek skał towarzyszący zmianom temperatury w przyjętym zakresie osiąga 0,085% dla granitu drobno- i 0,11% dla gruboziarnistego. Zakładając, że granity można uważać za skały jednorodne i izotropowe można w tym momencie oszacować, że ich trwała zmiana objętości (dylatancja) będąca wynikiem grzania szokowego wyniesie odpowiednio 0,255% i 0,33%. Są to wartości tego samego rzędu, co pokazane wcześniej (rys. 16) wartości porowatości spękań. Potwierdzeniem przypuszczeń o związku pomiędzy przyjętą procedurą obróbki termicznej skały a powstawaniem w niej spękań są wyniki badań przepuszczalności oraz badań porozymetrycznych pokazane w rozdz. 4.2. Zależności widoczne na rys. 8, 9 i 10 pokazują, że dla badanych granitów wraz ze wzrostem temperatury grzania szokowego następuje wyraźny wzrost przepuszczalności i porowatości. Należy przy tym wziąć pod uwagę, że zarówno badania porozymetryczne jak i badania przepuszczalności dostarczają jedynie informacji na temat spękań otwartych, połączonych ze sobą i z brzegami próbki. Nie dają one natomiast żadnych informacji na temat spękań izolowanych. Analizując wyniki testów jednoosiowego ściskania stwierdzić należy, że dla badanego materiału wraz ze wzrostem temperatury grzania szokowego zaobserwowano spadek wytrzymałości oraz sztywności próbki (rys. 11 i 13) połączony ze wzrostem jej odkształcalności (rys. 12). Przyczyny takiego zachowania badanych próbek granitowych można powiązać z pojawianiem się - w wyniku procedury grzania szokowego - nowych oraz rozrostem istniejących już w próbce mikrospękań. W rozdziale 4.3 zaprezentowano wyniki pomiarów współczynnika Poissona. Dla badanych granitów trudno dopatrzyć regularności w zależności ν(Tg), co może być konsekwencją trudności związanych ze stosowaną techniką pomiaru odkształceń poprzecznych Wydaje się jednak, że anomalia zilustrowana na rys. 14 jest zjawiskiem fizycznym polegającym na tym, że deformacja poprzeczna szkieletu próbki podczas jej jednoosiowego ściskania powoduje zamykanie się w próbce tych spękań, które są odchylone od kierunku siły obciążającej. Reasumując należy stwierdzić, że w pracy wykazano, że wskutek przyjętej procedury ogrzewania i chłodzenia próbek w badanych granitach zachodzą mierzalne zmiany strukturalne pociągające za sobą istotne zmiany wybranych właściwości mechanicznych. W szczególności wykazano, że spośród wielkości charakteryzujących strukturę skały znaczącemu rozrostowi uległa sieć spękań. Konsekwencją tych zmian były znaczące zmiany takich charakteryzujących skałę wielkości fizycznych jak: prędkość podłużnej fali akustycznej (vp), współczynnik przepuszczalności (k), porowatość całkowita (n) i porowatość spękań (η), granica wytrzymałości na ściskanie (Rσ1) i towarzyszące jej odkształcenie (Rε1), moduł Younga (E) i współczynnik Poissona (ν).
    Źródło:
    Archives of Mining Sciences; 2012, 57, 4; 951-974
    0860-7001
    Pojawia się w:
    Archives of Mining Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Evaluation of water hazard in hard coal mines in changing conditions of functioning of mining industry in Upper Silesian Coal Basin – USCB (Poland)
    Ocena zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego w zmieniających się warunkach funkcjonowania górnictwa w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym – GZW (Polska)
    Autorzy:
    Bukowski, P.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/219199.pdf
    Data publikacji:
    2015
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    water hazard
    restructurisation of hard coal mines
    hydrogeological properties of rocks and rock mass
    methods of investigations
    Upper Silesian Coal Basin
    zagrożenia wodne
    restrukturyzacja kopalń węgla kamiennego
    hydrogeologiczne właściwości skał i górotworu
    metody badań
    Górnośląskie Zagłębie Węglowe
    Opis:
    Water hazard has been accompanying underground mining since the first mines were built. The hazard is particularly often in the areas of mines situated in hydrogeologically outcropped part of USCB and in water rich formations of Cracow Sandstone Series. To plan properly mining actions and technical measures at each stage of life of a mine it is necessary to evaluate hydrogeological and geomechanical conditions and their changes. The conditions determine formation, occurrence and volume of the most serious sources of water hazard. Symptoms obtained in geomechanical tests and observations of forming and dewatering reservoirs of underground water, show that it is necessary to update constantly evaluation and classification of sources of water hazard or the state of water hazard in the coal mines of USCB. Development of underground mining in 1945-1990, which resulted in a quick increase in production, determined development and the range of influence of mining operations on the rock mass and the influence on the state of drainage and saturation of the rock mass. The result of the changes was an apparent influence on the changes in the state and shaping water hazards in the course of time. Since 1989 economic conditions of functioning of mines have been tightly associated with the conditions and rules of market economy. As a result of each of the so-called restructuring of mining activity a certain number of mining companies was closed, merged or split. The consequence is that in the vicinity of active mines and prospective mining areas, more and more often there are partially or completely flooded abandoned coal mines. Flooded coal mines have changed and still do hydrogeological conditions of their surrounding and force active mining companies to introduce changes in mining activities they are planning and conducting. The current state of flooding mine workings, is a result of realizing previous plans of restructuring mining industry, and all the changes of the state require hydrogeological documentation and evaluation of water hazard. In the today’s conditions of functioning of mining industry, sources of water hazards like water reservoirs in goafs, are one of six main types of sources of hazard, and at the same time the biggest problem and the most serious threat for active mine workings. As the hydrodynamic conditions in the closed areas stabilise and the water piles up close to the surface, an increase in the influence of reservoirs on the state of environmental and public hazard (subsidence, overflowing, flooding, pollution of water in the aquifers located in the overburden and surface water). As there is a qualitative change in the directions, causes and sources of water hazard, it shall be expected that the changes will tend to increase the threat level from the closed mines. Hence since 2000 the Central Mining Institute has been focused mainly on methodology research, both laboratory ones of various scale of observation referring to the properties of rocks and rock debris, and in situ ones and forecasting ones accompanied by proposed multidirectional applications of the developed methods in mining and environmental practice. The effect of the works was developing and patenting a few new methods. The effects of works which have been conducted in the last several years were proposed changes in defining water hazard, classifying the hazard and its sources. Classifications of underground water reservoirs, deposits located in the vicinity of reservoirs in closed coal mines and water safety of shafts were proposed. The devised test and evaluation methods have wide practical applications in evaluating water hazard and limiting the hazard, as well as estimating volume of water in reservoirs of closed mines and estimating energy of the water and free methane deposit in the abandoned goafs and mine workings. Their application in hydrogeology plays an important role in estimating volume of water in aquifers built of porous hard rocks. It is also important and applicable in environmental engineering to evaluate volume of water, estimating conditions of its accumulation and flow, and migration of pollution mainly within surface water reservoirs reclaimed with waste rock.
    Zagrożenie wodne, przez które należy rozumieć: możliwość wdarcia lub niekontrolowanego dopływu wody (solanki, ługów) albo wody z luźnym materiałem do wyrobisk górniczych stwarzającego niebezpieczeństwo dla ruchu zakładu górniczego lub jego pracowników jest obecne w górnictwie podziemnym od czasu budowy pierwszych kopalń. Zagrożenie to szczególnie często występuje w obszarach kopalń położonych w hydrogeologicznie odkrytej części GZW (Rys. 1) i w silnie wodonośnych utworach krakowskiej serii piaskowcowej. Aby można było prawidłowo zaplanować działania i zaplecze techniczne na każdym etapie funkcjonowania kopalni konieczne jest dokonanie oceny warunków hydrogeologicznych i geomechanicznych oraz ich zmian. Prowadzenie oceny zagrożenia wodnego zachodzi w warunkach GZW w bardzo zróżnicowanym środowisku geologicznym z uwagi na litologię, właściwości skał budujących górotwór i warunki występowania wód podziemnych. Środowisko to w każdym przypadku poddawane było wpływom działalności górniczej o różnej intensywności, zakresie i czasie trwania czynników wpływu. Różne warunki hydrogeologiczne w różnych częściach GZW i różna intensywność oddziaływania kopalń na tych obszarach prowadziła do zróżnicowanego zawodnienia kopalń, które jest główną przyczyną zróżnicowania wielkości dopływu wody do kopalń i możliwości jej gromadzenia w wyrobiskach. Warunki te w głównej mierze decydują o formowaniu się, występowaniu i wielkości najgroźniejszych źródeł zagrożenia wodnego. Zmiany warunków hydrogeologicznych są z kolei powiązane ze zmianami warunków geomechanicznych (Rys. 1), m.in. przez wpływanie na skład pojemnościowy zbiorników dołowych (Rys. 2) i dróg przepływu wody oraz zmianę właściwości zabezpieczeń przed zagrożeniem wodnym. Przesłanki wynikające z badań geomechnicznych i z obserwacji tworzenia się i odwadniania zbiorników wód dołowych, jak również z istotnych w stosunku do lat przed 1990 r. zmian w funkcjonowaniu górnictwa wskazują na konieczność stałego dostosowywania ocen i klasyfikacji źródeł zagrożenia wodnego oraz stanu zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego w GZW. Rozwój górnictwa podziemnego lat 1945-1990, którego efektem był szybki wzrost produkcji, zdecydował o rozwoju i zakresie wpływów eksploatacji górniczej na górotwór i wpływie na stan drenażu i zawodnienia górotworu. Skutkiem tych zmian był ewidentny wpływ na zmiany stanu i kształtowania się zagrożeń wodnych w czasie (Rys. 3). Od 1989 r. warunki ekonomiczne funkcjonowania kopalń są ściśle związane z uwarunkowaniami i zasadami gospodarki rynkowej, co spowodowało, że w efekcie każdej, tzw. restrukturyzacji działalności górniczej likwidowano, łączono lub wydzielano pewną liczbę zakładów górniczych. Skutkiem tego, sąsiadem czynnych kopalń i pól perspektywicznych, coraz częściej były częściowo lub całkowicie zatopione zlikwidowane kopalnie węgla. Kopalnie zatapiane zmieniały i zmieniają warunki hydrogeologiczne ich otoczenia, co wymusza na czynnych zakładach górniczych zmiany w planowaniu i prowadzeniu działalności górniczej. Oddziaływanie zbiorników wodnych, które stają się źródłami zagrożenia wodnego jest już widoczne w przebiegu procesu zatapiania wyrobisk górniczych i parametrów, które ten proces charakteryzują. Obecny stan zatapiania wyrobisk górniczych, które w głównej mierze stanowią troskę zarządów kopalń czynnych, jest rezultatem realizowania wcześniejszych planów restrukturyzacji górnictwa, a wszelkie zmiany tego stanu wymagają udokumentowania hydrogeologicznego i oceny zagrożenia wodnego. Wpływ zbiorników o pojemnościach liczonych w milionach m3 wody na górotwór ma duże znaczenie dla gospodarki złożem, bezpieczeństwa, sposobu i wydajności odwadniania oraz zabezpieczania się przed zagrożeniem wodnym w obrębie kopalń czynnych. W warunkach funkcjonowania współczesnego górnictwa źródła zagrożeń wodnych, jakimi są zbiorniki wodne w zrobach, stanowią jeden z sześciu typów głównych źródeł zagrożenia, a zarazem największy problem i największe zagrożenie dla czynnych wyrobisk górniczych. W najbliższych latach, a także w długiej perspektywie, należy się spodziewać zdecydowanego wzrostu znaczenia dołowych zbiorników wodnych w kształtowaniu rozwoju zagrożeń wodnych. Pośród kierunków rozwoju zagrożeń, wraz z tendencją powiększania pojemności zbiorników wodnych w kopalniach zlikwidowanych, należy się spodziewać wzrostu ich wpływu na warunki funkcjonowania kopalń czynnych. Wraz z ustabilizowaniem warunków hydrodynamicznych w rejonach zlikwidowanych i spiętrzeniem wody na niewielką odległość od powierzchni należy się liczyć ze wzrostem wpływu zbiorników na stan zagrożenia powszechnego (zapadliska, zalewiska, podtopienia), zwłaszcza w okresach ekstremalnych zmian warunków atmosferycznych. Docelowo zaznaczy się efekt środowiskowy zatapiania zrobów związany ze wzrostem zanieczyszczenia wód poziomów wodonośnych w nadkładzie i wód powierzchniowych przez zanieczyszczone wody dołowe. Ponieważ następuje zmiana jakościowa kierunków, przyczyn i źródeł zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego należy się spodziewać, że zmiany będą zmierzać głównie do pogłębienia stanu wzrostu zagrożenia ze strony kopalń zlikwidowanych. Stąd już od 2000 r. za istotne uznano w GIG skierowanie uwagi, głównie na badania metodyczne, zarówno laboratoryjne o różnej skali obserwacji w odniesieniu do właściwości skał i rumoszy skalnych, jak i polowe i prognostyczne wraz z zaproponowaniem wielokierunkowej aplikacji metod do praktyki górniczej i środowiskowej. Efektem tych prac było opracowanie i opatentowanie metody nasycania kapilarnego skał zwięzłych (Rys. 4), opracowanie sposobu oznaczania wodochłonności rumoszy skalnych i początkowej wartości współczynnika pojemności wodnej zrobów (Rys. 6), a także aparatu do badania przepuszczalności i ściśliwości oraz zmian pojemności rumoszy skalnych pod wpływem zróżnicowanego ciśnienia pionowego (Rys. 7). Podjęto także prace nad znalezieniem sposobu określenia warunków i bezpiecznych odległości eksploatacji górniczej planowanej w trudnych warunkach górniczych i przy istnieniu innych niż oczekiwane szerokości filara bezpieczeństwa. Dla takich warunków opracowano sposób wyznaczania tzw. stref bezpieczeństwa. Do ich opracowania wykorzystano metody wyznaczania filarów bezpieczeństwa oraz metody oceny zasięgu rozpraszania wpływów głównych od eksploatacji górniczej (Rys. 5). Efektem prac prowadzonych w okresie ostatnich kilkunastu lat było zaproponowanie zmian w definiowaniu zagrożenia wodnego, klasyfikowaniu stanu tego zagrożenia oraz jego źródeł. Zaproponowano też klasyfikacje: dołowych zbiorników wodnych, złóż położonych w pobliżu zbiorników w zlikwidowanych kopalniach oraz bezpieczeństwa wodnego wyrobisk szybowych. Opracowane metody badań i oceny mają szerokie zastosowanie praktyczne nie tylko w ocenie zagrożenia wodnego i ograniczaniu tego zagrożenia, ale także w ocenie zasobów wody w zbiornikach kopalń zlikwidowanych i ocenie energii z tych wód oraz zasobów metanu wolnego w opuszczonych zrobach i wyrobiskach górniczych. Ich zastosowanie w hydrogeologii ma istotne znaczenie w ocenie i szacowaniu zasobów wód w wodonoścach zbudowanych z porowatych zwięzłych ośrodków skalnych. Ma także duże znaczenie i zastosowanie w inżynierii środowiska w szacowaniu zasobów wód, ocenie warunków gromadzenia i warunków ich przepływu oraz migracji zanieczyszczeń głównie w obrębie zbiorników wodnych na powierzchni zrekultywowanych przez zasypanie skałą płonną. Wyniki badań z proponowanych metod badań laboratoryjnych mogą posłużyć do oceny zmienności warunków filtracji w obrębie brył zwałowisk zbudowanych z materiałów mineralnych np. skał płonnych, a tym samym do budowy modeli hydrogeologicznych i modeli migracji zanieczyszczeń. Proponowany zakres badań i możliwości ich wykorzystania i zastosowania ich wyników, w sposób wyraźny może poprawić dokładność ocen, prognoz i modeli środowiskowych i hydrogeologicznych w obszarach działalności górnictwa głębinowego i odkrywkowego.
    Źródło:
    Archives of Mining Sciences; 2015, 60, 2; 455-475
    0860-7001
    Pojawia się w:
    Archives of Mining Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Post-critical mechanical properties of sedimentary rocks in the Upper Silesian Coal Basin (Poland)
    Mechaniczne właściwości pokrytyczne skał osadowych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (Polska)
    Autorzy:
    Bukowska, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/220324.pdf
    Data publikacji:
    2015
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    post-critical properties of rocks
    post-critical modulus
    residual stress
    Upper Silesian Coal Basin
    właściwości pokrytyczne skał
    moduł pokrytyczny
    odkształcenie resztkowe
    naprężenie resztkowe
    Górnośląskie Zagłębie Węglowe
    Opis:
    In this paper, we present the results of a study of the Upper Carboniferous sedimentary rocks of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) in Poland. We examined the hard coals, which belong to various stratigraphic units of Upper Carboniferous coal-bearing strata, and waste rocks, i.e., sandstones, mudstones, claystones. We present the results of tests of their post-critical mechanical properties. These results are from tests of the post-critical modulus, residual stress and residual deformation from experiments using a servo-controlled testing machine (MTS) with uniaxial compression and conventional triaxial compression. We applied confining pressures of up to 50 MPa at a strain rate of 10–5 – 10–1 s–1 (0.003-6.0 mm/sec). The confining pressure applied in the triaxial compression tests reflected the conditions of current and future mining activities in the USCB at depths exceeding 1.300 metres. The strain rate applied in the tests reflected the values observed in the rockmass surrounding the mine workings and the rate of certain geodynamic phenomena occurring in the Carboniferous rockmass in the USCB, e.g., rock bursts. We present the values of the sub-critical modulus of coals and waste rocks, the functional relationships between the post-critical modulus and uniaxial compression strength, which are described using an exponential function of high correlation coefficients of the given rocks, and an exponential relationship between the post-critical modulus and the longitudinal elasticity modulus (Young’s modulus). Based on the results of tests of the post-critical properties of the Carboniferous rocks under triaxial compression and at various strain rates, we devised the functional relationships between the properties of the rocks and the confining pressure. The dependence of the post-critical modulus of the sandstones and claystones on the confining pressure is described using a polynomial function of degree 2, and that of the coals is described using an exponential function. The relationship between the residual stress and residual deformation in the rocks and the confining pressure was described using a linear function. The obtained results of tests have a practical application in forecasting behaviour of rocks located deep, and designing safe exploitation of mineral deposits. Confining pressures of up to 50 MPa used in the conventional triaxial compression tests allowed us to predict the behaviour of the rock mass at large depths. These data provide general knowledge of the tendencies in behaviour of rocks at substantial depths and the ability to design safe methods of mining deposits of various raw materials, including energy sources. These deposits are mined from increasingly great depths as the reserves are gradually exhausted and collieries of the largest European coal basins are continuously reconfigured.
    Właściwości skał uzyskane z pokrytycznej krzywej naprężeniowo-odkształceniowej opisują pokrytyczne parametry mechaniczne: moduł pokrytyczny, wytrzymałość resztkowa i odkształcenie resztkowe. We współczesnej geomechanice górniczej, znajomość wartości pokrytycznych parametrów mechanicznych skał jest nie do przecenienia. Wartości tych parametrów są, bowiem wykorzystywane do rozwiązywania zadań związanych z projektowaniem i prowadzeniem podziemnej eksploatacji górniczej. Przykładem ich zastosowania jest ocena dynamiki destrukcji skał i górotworu i ocena wystąpienia zagrożeń naturalnych w górotworze spowodowanych prowadzeniem podziemnej eksploatacji górniczej. Dotyczy to głównie zagrożeń geomechanicznych i wodnych, zwłaszcza w kopalniach prowadzących eksploatację w pobliżu zbiorników wodnych utworzonych w zrobach zlikwidowanych kopalń. Ponadto, wartości tych parametrów służą do interpretacji warunków w obrębie źródeł zagrożenia wodnego oraz stanowią podstawę do wyznaczania filarów bezpieczeństwa i stref bezpieczeństwa i mają szerokie zastosowanie w wyznaczaniu zasięgu stref zniszczenia wokół wyrobisk podziemnych i wymiarowania filarów technologicznych w filarowo-komorowym systemie eksploatacji. W artykule przestawiono wyniki badań właściwości pokrytycznych węgli kamiennych należących do różnych ogniw stratygraficznych serii węglonośnej górnego karbonu w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym i skał płonnych – piaskowców i mułowców oraz iłowców. Wyniki badań modułu pokrytycznego, naprężenia resztkowego i odkształcenia resztkowego uzyskano z eksperymentów przeprowadzonych w serwosterowanej maszynie wytrzymałościowej MTS-810. Badania przeprowadzano w jednoosiowym ściskaniu na próbkach w kształcie sześcianu i boku podstawy 50 mm i w osiowosymetrycznym stanie naprężenia, gdy spełniony jest warunek naprężeniowy σ1 > 0, σ2 = σ3 = p na próbkach w kształcie walca o średnicy 30 mm i o smukłości 2. Stosowano ciśnienia okólne do wartości 50 MPa. Stosowane w badaniach trójosiowego ściskania ciśnienia okólne były odpowiednie dla warunków prowadzonej i przyszłej eksploatacji w GZW na głębokościach przekraczających 1300 m. Próbki były ściskane w kierunku prostopadłym do uwarstwienia. Sterowanie maszyną wytrzymałościową odbywało się za pomocą prędkości odkształcenia podłużnego mierzonego w systemie pomiarowym prasy przemieszczeniem tłoka. Eksperymenty przeprowadzano z prędkością odkształcenia rzędu 10–5 – 10–1 s–1, co po uwzględnieniu wysokości próbek odpowiada prędkościom przemieszczenia tłoka (0,003-6,0 mm/s). Prędkości odkształcenia stosowane w badaniach odpowiadały prędkości odkształcania się skał w otoczeniu wyrobisk eksploatacyjnych i prędkości niektórych zjawisk geodynamicznych, które zachodzą w górotworze karbońskim w GZW, na przykład tąpnięć. Na podstawie badań skał w warunkach jednoosiowego ściskania podano wartości modułu pokrytycznego węgli i skał płonnych w poszczególnych grupach stratygraficznych górnego karbonu w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Wartości modułu pokrytycznego zmieniają się w szerokim zakresie (Tab. 1, 2). Sformułowano równania matematyczne zależności geomechanicznych parametrów pokrytycznych od wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie i od ciśnienia okólnego. Kluczowymi składnikami opracowanych równań był moduł pokrytyczny, naprężenie resztkowe i odkształcenie resztkowe. Wyniki badań są zróżnicowane w zależności od typu skały, ciśnienia okólnego i prędkości odkształcenia. Zależności funkcyjne modułu pokrytycznego od wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie opisano funkcją potęgową o wysokich współczynnikach korelacji dla poszczególnych skał (Tab. 3). Wykazano, że węgle kamienne w GZW w porównaniu ze skałami płonnymi osiągają większe wartości modułu pokrytycznego przy mniejszych wartościach wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie. Po przekroczeniu wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie dynamika rozpadu węgli jest większa niż dynamika rozpadu skał płonnych. Na podstawie wyników badań skał karbońskich podano zależność potęgową między modułem podkrytycznym a modułem Younga (Tab. 4). W warunkach osiowo-symetrycznego stanu naprężenia, gdy spełniony jest warunek σ1 > σ2 = σ3, wzrost wartości ciśnienia okólnego powoduje przejście skały ze stanu kruchego w stan ciągliwy przy wysokich ciśnieniach okólnych. W części pokrytycznej krzywej naprężeniowo-odkształceniowej zmniejsza się wartość spadku naprężenia, co oznacza, że ze wzrostem ciśnienia okólnego wzrasta wartość naprężenia resztkowego a krzywa pokrytyczna jest łagodniej nachylona w stosunku do osi poziomej. Skutkuje to mniejszymi wartościami modułu pokrytycznego, który obrazuje dynamikę niszczenia skały w obszarze pozniszczeniowym. Badania właściwości pokrytycznych skał karbońskich w trójosiowym ściskaniu wykonano w warunkach wzrastających ciśnień okólnych do 50 MPa, przy różnych wartościach prędkości odkształcenia. Wykazano liczne zmiany wartości parametrów pokrytycznych wynikające ze stosowanych wartości ciśnienia okólnego. Moduł pokrytyczny maleje ze wzrostem ciśnienia okólnego dla piaskowca i węgla zgodnie z funkcją wielomianu drugiego stopnia lub wykładniczą (Tab. 5, Rys. 7, 8). Dla iłowca nie stwierdzono zależności pomiędzy modułem osłabienia a ciśnieniem okólnym 0-50 MPa w zakresie prędkości odkształcenia 10–4 – 10–1 s–1. Wykazano również, że moduł pokrytyczny węgla w warunkach wzrastających ciśnień okólnych jest mniejszy niż dla skał płonnych. Badania wpływu prędkości odkształcenia na wartości modułu pokrytycznego skał karbońskich nie wykazały regularnych jego zmian wraz z prędkością odkształcenia. Zależność naprężenia resztkowego i odkształcenia resztkowego od ciśnień okólnych (0-50 MPa) w zakresie prędkości odkształcenia 10–5÷10–1 s–1 dla badanych skał osadowych karbonu GZW opisano funkcją liniową (Tab. 6, Rys. 9; Tab. 7. Rys. 10). Dla wyższych ciśnień okólnych różnice między wartościami naprężenia resztkowego i odkształcenia resztkowego dla poszczególnych skał są coraz większe. Piaskowce wykazują największe wartości naprężenia resztkowego w miarę wzrostu ciśnienia okólnego a węgle wartości najmniejsze. Z przebiegu krzywych widać również, że skały płonne charakteryzują się mniejszymi wartościami odkształcenia resztkowego w porównaniu z węglem kamiennym. Spośród parametrów geomechanicznych największe zmiany wartości ze wzrostem ciśnienia okólnego wykazuje naprężenie resztkowe, które odzwierciedla nośność pokrytyczną górotworu w rejonach eksploatacji (np. nośne strefy spękanych filarów węglowych). Dla piaskowca, iłowca i węgla zależność naprężenie resztkowe – ciśnienie okólne 0-50 MPa, odpowiadające warunkom eksploatacji w GZW, ma przebieg prostoliniowy. Analiza wpływu prędkości odkształcenia i ciśnienia okólnego na wartości parametrów pozniszczeniowych skał karbońskich GZW wykazała, że ciśnienie okólne w zakresie 0-50 MPa ma większy wpływ na wartość parametrów pozniszczeniowych niż prędkość odkształcenia w zakresie 10–5 – 10–1 s–1 (0,003-6,0 mm/sec). Stosowane w eksperymentach trójosiowego konwencjonalnego ściskania ciśnienia okólne do 50 MPa dają podstawę prognozowania zachowania się górotworu na dużych głębokościach. Daje to ogólną wiedzę o tendencjach zachowania się skał na dużych głębokościach i możliwościach wnioskowania dla celów projektowania bezpiecznej eksploatacji złóż różnych surowców, w tym również surowców energetycznych, których eksploatacja schodzi na coraz to większe głębokości w związku ze stopniowym wyczerpywaniem się złóż bilansowych i postępującą restrukturyzacją kopalń w największych zagłębiach europejskich.
    Źródło:
    Archives of Mining Sciences; 2015, 60, 2; 517-534
    0860-7001
    Pojawia się w:
    Archives of Mining Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    O różnicach w zachowaniu się skał w warunkach jednoosiowego rozciągania i ściskania
    Note on the differences of the behavior of rocks under uniaxial tension and compression condition
    Autorzy:
    Tomiczek, K.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/350347.pdf
    Data publikacji:
    2007
    Wydawca:
    Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
    Tematy:
    mechanika skał
    próba jednoosiowego ściskania
    próba jednoosiowego rozciągania
    rozciąganie wielocykliczne
    właściwości odkształceniowe
    stałe materiałowe
    uniaxial monotonic
    cyclic compression
    tension tests
    deformational properties of rock
    Young modulus
    Poisson's ratio
    dilatancy
    brittle fracture
    brittle fracture of rock
    Opis:
    W celu wykrycia różnic w zachowaniu się skał w polu naprężeń rozciągających i ściskających przeprowadzono najpierw próby jednoosiowego ściskania, a później - rozciągania smukłych walcowych próbek trzech quasi-jednorodnych skał: piaskowców Brenna i Jastrzębie oraz granitu Strzelin. Próby rozciągania były próbami monocyklicznymi oraz wielocyklicznymi.
    Cylindrical specimens of Brenna and Jastrzębie sandstones and Strzelin granite were tested under the monotonic compression and the monotonic and the cyclic uniaxial tension. The curves of the axial stress versus the axial, lateral and volumetric strains show the differences of the behavior of rocks under uniaxial tension and compression conditions. The strain-stress characteristics of rocks under uniaxial tension exhibited non-linearity. The average volumetric strain increased with the increase in the axial strain and in the tensile loads. The results indicated that the Poisson's ratio as well the tangent and the secant moduli decreased with the increase in the tensile loads. When the rocks were subjected to load cycles in the uniaxial tension some residual axial, lateral and volumetric strains remained after unloading. According to the experimental results, the conclusion of a diametrically different behavior of rocks under the tension conditions vs. compression was given.
    Źródło:
    Górnictwo i Geoinżynieria; 2007, 31, 3/1; 543-553
    1732-6702
    Pojawia się w:
    Górnictwo i Geoinżynieria
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
      Wyświetlanie 1-12 z 12

      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