Szkoła Eksploatacji Podziemnej

Streszczenie (rozbudowane)
Postępujące prace mające na celu wdrożenie samodzielnej obudowy kotwowej w kopalniach JSW S.A. i zbliżający się termin rozpoczęcia drążenia pierwszego wyrobiska w tej technologii stanowiły motywację do wykonania prezentowanej symulacji numerycznej. Analizy wykonano przy pomocy zaawansowanego narzędzia do modelowania numerycznego górotworu opartego o metodę elementów odrębnych – kod UDEC firmy Itasca, który m. in. pozwala na wierną symulację pracy obudowy kotwowej różnego typu.
Pozytywne doświadczenia zagraniczne z jednej strony oraz niepewność rodzimych załóg górniczych co do możliwości bezpiecznego użytkowania wyrobisk w samodzielnej obudowie kotwowej poddanych oddziaływaniu wstrząsów indukowanych działalnością wydobywczą z drugiej, były dodatkowym argumentem zachęcającym do wykonania analiz numerycznych.
Zbudowano model numeryczny górotworu o własnościach typowych dla masywów skalnych w kopalniach JSW S.A. w otoczeniu wyrobiska o kształcie prostokątnym uzyskiwanym dzięki drążeniu kombajnami typu Bolter Miner firmy Joy (szerokość 5,4 m, wysokość 3,5 m).
Zachowanie stateczności wyrobiska w samodzielnej obudowy kotwowej w warunkach zagrożenia tąpaniami wymusza zastosowanie każdego z elementów systemu obudowy o wysokiej jakości, z kolei wykorzystanie możliwości programu w aspekcie modelowania samej obudowy kotwowej wymaga znajomości wieku parametrów charakteryzujących zachowanie się samych kotwi jak i charakterystyk spoiwa.
DSI Underground spełnia oba te wymagania, dysponując nie tylko wysokiej jakości komponentami systemu kotwienia lecz również wiarygodnymi wynikami badań parametrów je cechujących i charakterystykami ich pracy jako systemu.
Analiza wykonania obudowy kotwowej obejmowała kilka rodzajów kotew, w tym urabialnych do kotwienia ociosów węglowych. Symulowano proces wstępnego naprężania żerdzi i wpływ czasu zakotwienia na rozwarstwienia w stropie i przemieszczenia bloków skalnych w ociosach wyrobiska.
Wyrobisko z samodzielną obudową kotwową poddano następnie symulacji oddziaływania silnego wstrząsu sejsmicznego. Badano zachowanie się komponentów systemu kotwienia obciążanych dynamicznie oraz wpływ wstrząsu na wyrobisko i górotwór w jego otoczeniu.
Stwierdzono, że właściwie wykonana obudowa kotwowa z wysokiej jakości komponentów systemu pozwala na bezpieczne użytkowanie wyrobiska poddanego oddziaływaniu nawet silnego wstrząsu górniczego a ono samo zachowując stateczność może dalej pełnić swoją rolę w procesie wydobywczym.