Materiały konferencyjne SEP 2020

2. STOSOWANE MODELE I ZASADY DOBORU OBUDOWY W warunkach polskich kopalń węgla kamiennego dla doboru obudowy wykorzysty- wane są modele opisane w tzw. Zasadach [1, 2, 3], które uwzględniają szereg czynników wpływających na wielkość obciążenia działającego na obudowę wyrobiska. Przywołane mo- dele stosowane już ponad 20 lat pozwoliły w wielu przypadkach prawidłowo dobrać konstrukcję obudowy przy właściwym stosowaniu. W praktyce stosowania „zasady” [1, 2, 3] stwarzają problemy w doborze obudowy w trudnych warunkach, gdzie dobór obudowy prowadzony jest bezpośrednio przez kopalniane zespoły ds. obudowy. Istotnym mankamentem jest arbitralność modeli, gdzie wielkości obciążeń są stablicowane lub wyznaczone z wykresów co utrudnia ich korygowanie. Często programy komputerowe prowadzą do mechanicznego podejścia, które nie zawsze zapewnia dobór właściwego rozwiązania. 3. MODEL OBCIĄŻENIA DLA DUŻEJ GŁĘBOKOŚCI Z HIPOTEZY ST. VENANTA Do standardowych modeli obciążeń skał górotworu należą: - Model wg Protodiakonowa występujący bezpośrednio w przodku i w jego strefie maksimum do połowy szerokości wyrobiska, w modelu tym nie dochodzi do odprężenia ociosu ( rys.1, wzór 1) (przy występowaniu w przodku słabych ociosów np. pokładu węgla ich odprężenie występuje bezpośrednio w przodku i jego zastosowanie jest nieuzasadnione), - Model wg Cymbariewicza występujący za przodkiem z odprężeniem ociosów, (rys.2. wzór 2), który może wystąpić na całej długości wyrobiska jednak praktycznie na dużych głębokościach należy go odnosić 20 do 25m od czoła przodku. Modele powyższe omówione są w normachPN-G-05600:1998 i PN-G-05020:1997. - Model prof. Kłeczka, gdzie określenie zasięgu strefy spękań projektuje się z hipotezy de Saint Venanta (wzór 6). Według hipotezy de Saint Venanta zniszczenie skały wokół wyrobiska następuje wskutek przekroczenia przez skały odkształceń granicznych [4]. - Model bryłowy, który ma miejsce przy blokowym niszczeniu skał wokół wyrobiska (rys.3). Standardowo określa się trzy bryły skale, dwie w ociosach i jedną w stropie. Modele stanowią rozwiązania przybliżone, które powinny być weryfikowane i w praktyce górniczej należy je korygować przez dobór współczynników korekcyjnych uwzględniających szereg czynników związanych z: - lokalizacją i budową górotworu, - własnościami geomechanicznymi skał i masywu skalnego, - stan naprężenia wokół wyrobiska, - kształt i wielkość wyrobiska, - zagrożenia naturalne i górnicze wokół wyrobiska - inne czynniki. Według teorii Protodiakonowa wysokość ostatecznej strefy odprężonej wynosi: cgsr 0 w 1sn Rk S5 h    ( 1) gdzie: S w - szerokość wyrobiska w wyłomie, w m R cgśr - średnia wytrzymałość skał stropowych, w MPa k o - współczynnik osłabienia wytrzymałości skał stropowych (występujący bezpośrednio w przodku wyrobiska).