Szkoła Eksploatacji Podziemnej

Analiza zmian właściwości mechanicznych drewnianych kasztów górniczych pod wpływem różnych rodzajów obciążenia eksploatacyjnego jest zagadnieniem, którym zajmuje się wiele ośrodków naukowych w kraju i zagranicą. Duże zainteresowanie tą tematyką wynika ze wzrostu głębokości prowadzonej eksploatacji, który przyczynia się do wzrostu zarówno wartości ciśnienia pionowego jak i złożoności warunków geologiczno-górniczych oraz intensyfikacji zagrożeń naturalnych. Inną przyczyną jest tendencja zmniejszania się miąższości eksploatowanego złoża. Zarówno w podziemnym górnictwie rudnym, węglowym oraz solnym stosowana jest obudowa kasztowa. Obudowa kasztowa o różnych konfiguracjach jest szczególnie przydatna przy utrzymywaniu wyrobisk za frontem ścianowym oraz do dodatkowego wzmocnienia skrzyżowań wyrobisk górniczych. W szczególności w górnictwie rudnym w miejscach stwierdzonych poszerzeń wyrobisk lub pogorszonych warunków stropowych stosuje się dodatkową obudowę wzmacniającą w postaci kasztów drewnianych (stosów podporowych), które pozostawia się puste lub wypełnia skałą płonną. Podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji wytwarzana jest skała płonna, która pochodzi z wyrobisk udostępniających, przygotowawczych oraz z bieżących pól wybierkowych. W przypadku podziemnej eksploatacji rud miedzi skała płonna jest stosowana do wypełniania pustek poeksploatacyjnych jako podsadzka sucha. Ponadto jest wykorzystywana do wypełniania kasztów górniczych, podsypywania wyrobisk oraz do utwardzania dróg przewozowych.
W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach kasztów czteropunktowych, wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych poziomo. W badaniach laboratoryjnych zastosowano modele kasztów o wymiarach 200x200x200 mm oraz 100x100x100 mm. Określono maksymalne podporności kasztów składających się tylko z belek oraz wypełnionych skałą płonną. Ponadto przedstawiono odkształcenia pionowe kasztu przy maksymalnej sile oraz odkształcenie właściwe. Na podstawie badań laboratoryjnych stwierdzono, że wypełnienie czteropunktowych kasztów skałą płonną pozwoliło kilkukrotnie zwiększyć jego podporność przy wykorzystaniu tej samej ilości drewna oraz zagospodarowaniu skały płonnej.