background image

27 

 

6.  Obliczenia doboru obudowy dla wyrobiska korytarzowego. 

Projekt obejmuje swym zakresem drążenie chodnika odstawczego Aw o wybiegu 1053,  

w pokładzie 510 partii Aw na poziomie  665m  kopalni KWK „Mysłowice-Wesoła”. Jak 

wynika z punktu 4, tego projektu, chodnik powinien mieć następujące wymiary; szerokość 

5,5 m i wysokość 3,8 m. W rejonie projektowanego wyrobiska górotwór zbudowany jest z 

warstw zamieszczonych w tabeli 6.1 

Tab. 6.1 Wykaz warstw z otworu G.672 wraz z grubością i wskaźnikami zwięzłości skał. 

Lp. 

Warstwy stropowe 

Grubość 

warstwy [m] 

Wskaźnik 

zwięzłości skał f 

Łupek zapiaszczony 

11,1 

4,48 

Łupek piaszczysty 

1,2 

3,72 

Piaskowiec 

9,3 

4,2 

Łupek ilasty 

0,4 

2,54 

Węgiel pokładu 510 

6,5 

1,18 

Łupek ilasty 

2,4 

2,45 

6.1.  Określenie 

parametrów 

wytrzymałościowych 

skał 

otaczających 

projektowany chodnik odstawczy Aw 

Obliczono średnią ważoną wskaźnika zwięzłości skał dla otworu G.672 ze wzoru 5.1 

f

śr

 = 3,45 

-Współczynnik  zmniejszający  wytrzymałość  skał  ze  względu  na  podzielność  skał  równa 

się d

1

=1, ponieważ przyjęto wyniki z badań penetrometyrycznych.  

-  Współczynniki  zmniejszające  wytrzymałość  skał  ze  względu  na  odziaływanie  wody 

znajdują się w tabeli 6.2: 

Tab.6.2 Liczba rozmakalności dla poszczególnych warstw skalnych. 

Lp. 

Warstwa skalna 

Współczynnik 

rozmakalności 

Grubość 

warstw [m] 

Łupek ilasty 

0,7 

0,4 

Piaskowiec 

9,3 

Łupek piaszczysty 

1,2 

Łupek zapiaszczony 

0,7 

11,1 

Węgiel 

0,8 

6,5 

Łupek ilasty 

0,7 

2,4 

 

background image

28 

 

Ponieważ  wyniki  pochodzą  z  badań  penetrometrycznych  wykonanych  w  skałach 

zawodnionych, wartość współczynnika d

2

 przyjento wartość 1,0. 

- Wpływ zaszłości eksploatacyjnych. Ponieważ otwór penetrometryczny wykonany był w 

rejonie  projektowanego  wyrobiska  dlatego  przyjęto  że  współczynnik  d

3

  ma  wartość  1,0.  

Korzystając ze wzoru 5.6  wyliczono ostateczną wartość współczynnika zwięzłości skał i 

wynosi ona: 

f = 3,45 

Wyliczono średnią ważoną wartości modułu sprężystości. 

Tab. 6.3 Zestawienie wartości modułu sprężystości dla poszczególnych warstw. 

Lp. 

Warstwa skalna 

Moduł  sprężystości 

[MPa] 

Łupek ilasty 

4100 

Łupek piaszczysty 

5370 

Łupek zapiaszczony  4480 

Piaskowiec 

6630 

 

Korzystając  ze  wzoru  5.2  z  rozdziału  piątego  i  danych  zamieszczonych  w  tabeli  6.3, 

wyliczono średnią ważoną wartość modułu sprężystości i wyniosła ona. 

E

śr

 = 5431 MPa 

6.2.  Określenie 

stanu  naprężenia  w  masywie  skalnym  w  rejonie 

projektowanego chodnika odstawczego Aw. 

Naprężenie  pionowe  w  górotworze  w  rejonie  chodnika  odstawczego  Aw  obliczono  ze 

wzoru 5.7: 

 

 

                            

- Wpływ zaburzeń tektonicznych – ze względu na brak zaburzeń tektonicznych w rejonie, 

gdzie będzie drążone projektowane wyrobisko k

= 1 

-  Wpływ  oddziaływań  innych  wyrobisk  –  ze  względu  na  brak  innych  wyrobisk  w 

określonej odległości k

2

 = 1 

-  Wpływ  krawędzi  eksploatacyjnych  i  resztek  pokładów  –  czynniki  te  nie  wpływają  na 

projektowany chodnik, dlatego współczynnik k

3

 = 1 

- Wpływ nachylenia warstw  masywu skalnego - ponieważ nachylenie warstw wynosi 4° 

dlatego współczynnik k

4

 wynosi 1,0 . 

background image

29 

 

-  Wpływ  odziaływania  wstrząsów  –  ponieważ  w  odległości  5m  nad  chodnikiem 

odstawczym  Aw  zalega  warstwa  wstrząsogenna  a  prognozowana  wielkość  energii 

wstrząsu wynosi 7·10

5

 J. Korzystając ze wzorów 5.24 i 5.25 wyliczono, gdy A

s

 = 7·10

5

 J,  

r = 5,05 m to: 

P

d

 = 18,89 MPa 

k

= 2,55 

Wielkość  naprężeń  w  górotworze  w  rejonie  projektowanego  chodnika  wyliczono  ze 

wzoru 5.26 i wynosi: 

σ

z

 = 31,08 MPa 

6.3.  Określenie oddziaływania górotworu na obudowę wyrobiska. 

Wyliczono współczynnik wytężenia górotworu wg wzoru 5.27 wynosi: 

n

w

 = 0,90 

Wartość parametru charakteryzującego  właściwości  odkształceniowe skał  wyznaczono z 

nomogramu, wykres 5.2. Wartość wskaźnika zwięzłości skał f wynosi 3,49. Ponieważ do 

obliczeń  wykorzystano  wytrzymałość  skał  metodą  penetrometryczną  od  odczytania 

współczynnika  n

e

  z  nomogramu,  wykres  5.2,  przyjęto  wartość  modułu  sprężystości  w 

wysokości  0,7  E

śr

  =  3801  MPa.  Wartość  parametru  charakteryzujący  wielkość 

odkształcenia górotworu n

e

 przyjmuje wartość: 

n

e

 = 0,6 

Następnie  na  podstawie  współczynnika  wytężenia  górotworu  n

w

  oraz  parametru 

właściwości  odkształceniowego  górotworu  n

e

  obliczono  parametr  charakteryzujący  stan 

górotworu n

sg

 ze wzoru 5.29. 

n

sg 

= 0,53 

Obciążenie statyczne q

obudowy ŁP projektowanego wyrobiska określa się w oparciu o 

nomogram, wykres 5.4, które wynosi: 

q

o

 = 110 kPa 

Ze  względu  na  występowanie  wstrząsów  określono  na  podstawie  wzorów  5.32  i  5.33 

wzrost obciążenia na obudowę chodnika odstawczego Aw, gdy A

s

 = 7·10

5

 J, r = 5,05 m 

to: 

v

w

 = 3,2 

q

p

 = 140,05 kPa 

Następnie obliczono całkowite obciążenie obudowy ze wzoru 5.34: 

q

= 250 kPa 

background image

30 

 

6.4.  Określenie  wymaganych  parametrów  wytrzymałościowych  obudowy 

chodnika odstawczego Aw. 

Dla  określonego  oddziaływania  górotworu  na  obudowę  projektowanego  wyrobiska 

określono wymagany krok obudowy ŁP ktury odczytujemy z nomogramów wyk.5.7 i 5.8 

- dla profilu V-29 i złączem SD29 i wykładki typu 3( wykładka dobra, opinka ciągła,) 

Z  wykresu  5.7  wyznaczono  krok  obudowy  względem  nośności  profilu  odrzwi,  która 

wynosi: 

d

o1

 = 0,5 m 

Z  wykresu  5.8  wyznaczono  zastępczy  krok  obudowy  względem  nośności  zamka,  która 

wynosi:   

d

zas

 = 0,2 m 

Z tabeli 5.3 odczytano wartość nośności złącza SD29 dla momentu dokręcenia śruby  

M

d

 = 350 Nm, która wynosi N

z

 =240 kN. 

Następnie ze wzoru 5.35 wyliczono krok obudowy ze względu na nośność złącza SD29 

wynosi ona: 

d

o2

 = 0,5 m 

Następnie  sprawdzono  warunek  minimalnej  odległości  między  odrzwiami  obudowy  ŁP 

V29 ze wzoru 5.36. 

d = min(d

o1

,d

o2

) = min(0,5;0,5) = 0,5 m 

Na  podstawie  przeprowadzonych  obliczeń  określono  krok  obudowy  na  0,5  m  i  jest  to 

odległość, dla której można dobrać akcesoria o tej samej długości, takimi akcesoriami są, 

np.: rozpory o długości 0,5 m, siatki do opinki, itp.