Materiały konferencyjne SEP 2024

szerokość L1 równą 0,002[m], głębokość L2 równą 0,001[m], natomiast czujnik światłowodowy (6) ma średnicę zewnętrzną równą 0,00025[m] W innym wykonaniu przedstawionym na rysunku nr 2, pręt kotwiowy (2) ma na zewnętrznej powierzchni (3) dwa rowki (4, 4’), we wnętrzu których za pomocą kleju (5) zamocowane są trwale dwa osobne czujniki światłowodowe (6, 6’) wy- posażone w siatki Bragga rozmieszczone na ich długości. Skoki (S, S’) zwojów czujników światłowodowych (6, 6’) nakładają się na siebie z przesunięciem wynoszącym połowę długości skoku (S). Istnieje możliwość wyposażenia kotwi w np. w cztery rowki z czujnikami światłowodowymi, jednakże dla uniknięcia zbytniego osłabienia mechanicznego prętów kotwiowych powinny one mieć większą średnicę. W związku z powyższymi wynikami przeprowadzonych prac laboratoryjnych z dniem 2 października 2022, Grupa DSI-Sandvik Underground rozpoczęła prace instalacyjne i wprowadziła w rejonie eksploatowane ściany kopalni wę- gla kamiennego grupy PGG S.A., światłowodowy system do monitorowania naprężenia górotworu oparty na czujnikach DSI-FORBS (Fiber Optic Rock Bolts System). Iskrobezpieczne sensory FORBS zainstalowano w osi chodnika podścianowego w rejonie eksploatowanej ściany wydo- bywczej węgla kamiennego na poziomie II (500m). Kotwie pomiarowe FORBS połączone kablem światłowodowym z ana- lizatorem i rejestratorem danych pozwoliły na prowadzenie ciągłego monitoringu zachowania mas skalnych wraz z bieżącą wizualizacją danych pomiarowych z każdej kotwy na ekranie komputera dla osób odpowiedzialnych za bezpieczną eksplo- atacją wyrobiska. Światłowodowy system pomiarowy zachowania się mas skalnych oparty na czujnikach FORBS pozwala uzyskać informa- cję o zjawiska geologicznych zachodzących na odległość do 2,5m od miejsca zakotwienia. System ten pozwala na: a) pomiar i wizualizację sił działających na istniejącą obudowę chodnika/komory, b) pomiar do wartości nośności kotwy wynoszącej 250-300[kN] w zależności od rodzaju zastosowanych czujników światłowodowych w rowkach kotwy pomiarowej, c) wskazanie momentu przekroczenia granicy sprężystości zastosowanych kotwi pomiarowych, d) podjęcie decyzji o konieczności „dokotwienia” newralgicznego obszaru, Dzięki systemowi pomiarowemu DSI-FORBS pracownicy kopalni mogą monitorować ruchy górotworu z poziomu po- wierzchni. Skutkuje to bezprecedensowym wzrostem bezpieczeństwa pracy – dozór kopalni na bieżąco może śledzić zacho- wanie się mas skalnych w wyrobisku, podejmować natychmiastowe działania związanie w wycofaniem pracowników z zagrożonych rejonów wyposażonych w dodatkowe czujniki FORBS. 3. METODOLOGIA W rozdziale tym przedstawiono końcowe wyników przeprowadzonych długookresowych badań, które pozwoliły na wy- pracowanie optymalnego rozwiązania pomiarowego w postaci światłowodowej kotwi pomiarowej FORBS. Pełny opis przeprowadzonych prac laboratoryjnych wraz z ich wynikami przedstawiony został w raporcie z prac ba- dawczych dla DSI Underground. ETAP I - Testy laboratoryjne i wypracowanie optymalnego rozwiązania pomiarowego dla zakresu sprężystego Celem było przetestowanie, w warunkach odpowiadających warunkom rzeczywistym, montażu kotwy na ładunku klejo- wym w specjalnie przygotowanym do tego otworze. Elementem pomiarowym była kotwa wyposażona w system pomiaro- wy wykorzystujący czujniki światłowodowe z siatką Bragga (FBG). Wnioski z przeprowadzenia powyższej próby: a) Maksymalna wytrzymałość na rozciąganie kotwy z rowkiem spiralnym o skoku 50mm wynosi 320kN. b) Światłowodowy system pomiarowy oparty na czujnikach punktowych z siatką Bragga (FBG) działa poprawnie do wartości siły osiowej wynoszącej 250kN. c) Światłowodowy system pomiarowy wykazuje charakterystykę liniową do wartości siły osiowej wynoszącej 200kN. System pomiarowy oparty na czujniku z siatką Bragga (FBG) zainstalowany w rowku spiralnym o skoku P=50mm pracuje do 78% maksymalnej wytrzymałości kotwy na rozciąganie. • Wydłużenie próbki z rowkiem spiralnym dla wartości siły zrywającej wynoszącej 320kN kształtuje się w zakresie 17%. • System pomiarowy oparty na czujniku światłowodowym z siatką Bragga zainstalowany w rowku spiralnym o sko- ku P=50mm pracuje maksymalnie do wydłużenia badanej kotwy wynoszącego 3%.