im. St. Staszica
w Krakowie
Wykonał:
Zbigniew Musiał GiG IV rok TPEZ
Studia zaoczne
200
Lito-
logia
Straty-grafia
400
50
100
150
250
300
350
Miąższość
[cm]
ruda węglanowa
cechsztyn
Czerwony spągowiec
600
550
500
450
0,7 2 4 6 8 %Cu
wapień dolomit dolomit łupek łupek piaskowiec
wapnisty ilasty dolomityczny smolący
1. Wstęp:
Złoże rudy miedzi na obszarze monokliny przedsudeckiej tworzą zmineralizowane warstwy skał występujących na kontakcie tzw. serii dolomitowo-wapiennej dolnego cechsztynu i piaskowców czerwonego spągowca. Warstwy złoża generalnie zapadają pod niewielkim kątem 3÷5o w kierunku północno-wschodnim (N-E). W profilu pionowym spąg wyrobisk eksploatacyjnych zawsze zbudowany jest z piaskowców szarych czerwonego spągowca o spoiwie ilasto-węglanowym, zaś strop bezpośredni i zasadniczy tworzą skały serii dolomitowo-wapiennej dolnego cechsztynu. Utwory te są zwięzłe, zbite, posiadają budowę monolityczną lub są uławicone o miąższości poszczególnych warstw od 0,1 – 2,0m.
W skałach pstrego piaskowca, cechsztynu i czerwonego spągowca wydziela się permotriasowy kompleks skał wodonośnych o charakterze szczelinowo-porowym zawierający kilka poziomów wodonośnych.
Profil litologiczno-góniczy górotworu:
Strop złoża – wapienie, średnia miąższość – 70 m, Rc = 127÷156 MPa
Furta eksploatacyjna – łupek dolomityczny, dolomit ilasty, dolomit wapnisty, średnia miąższość – 2,0 m, do 55 MPa
Spąg złoża – piaskowiec kwarcowy, średnia miąższość– 8,5m, Rc = 14÷76 MPa
Obudowa kotwiowa
1. Założenia do projektu:
Spąg złoża – H = 700m
Szerokość wyrobiska – 5,0m,
Wysokość wyrobiska – 3,0m
Głównym celem kotwienia jest uzyskanie bezpośredniego wzmocnienia skał otaczających wyrobisko górnicze poprzez sztuczne wytworzenie naprężeń ściskających w górotworze oraz przejęcie przez kotwie naprężeń rozciągających.
Uzyskany tym sposobem wzrost wytrzymałości skały winien być wystarczający do zachowania jej struktury i przejęcia przez nią naprężeń występujących dookoła wyrobiska.
2. Dobór obudowy kotwiowej na podstawie wskaźnika Q.
Aby określić współzależność wartości Q z wymaganiami dotyczącymi obudowy Barton, Lien i Lunde wprowadzili współczynnik zwany wymiarem równoznacznym De wg wzoru:
B = 5,0 m – szerokość wyrobiska
ESR = 3 – dla tymczasowych wyrobisk górniczych
System punktowy klasyfikacji górotworu wg Barton’a, Lien’ i Lunde’go:
Q – wskaźnik jakości górotworu:
Jn = 2 – wskaźnik liczby systemu spękań, oznacza jeden system spękań,
Jr = 2 – wskaźnik szorstkości szczelin, oznacza powierzchnie gładkie, pofałdowane,
Ja = 3,0 – wskaźnik zwietrzenia ścianek skalnych, oznacza cienkie powłoki ilaste lub piaszczyste, małe frakcje ilaste,
Jw = 0,5 – wskaźnik zawodnienia, oznacza duży dopływ w mocnym masywie o niewypełnionych szczelinach,
Wskaźnik jakości górotworu Q = 11,7 i dla szerokości wyrobiska B = 5 m oznacza strop dobry o możliwym rozstawie kotwi 2,0 m (odczytano z nomogramu doboru obudowy wyrobiska).
Do doboru kotwi stropowej można wykorzystać metodę Bartona:
Wysokość strefy obciążającej obudowę wyrobiska wg wzoru Ünala:
g - 2,76 kg/dm3 = 2760 kg/m3 gęstość właściwa skały, [kg/m3]
ht – wysokość strefy obciążającej obudowę wyrobiska, [m]
RMR – wskaźnik (rock mass rating) wg Bieniawskiego
Wykorzystując powyższy wskaźnik można obliczyć obciążenie na obudowę wyrobiska:
oraz wysokość strefy obciążającej wyrobisko:
ht = 1,69 [m]
dla sprawdzenia długości kotwi L obliczona została wartość ht .
Dobieram długość kotwi 1,8 m
3. Metoda Bieniawskiego
na podst. „Ocena stateczności górotworu dla potrzeb stosowania obudowy kotwiowej w wyrobiskach górniczych” T.Majcherczyk, A.Tajduś
Obliczenie wysokości sklepienia ciśnień:
f = 1,56 [m]
f – wysokość sklepienia ciśnień,
RMRk – wskaźnik punktowy dla kotwi, RMRk=63,92
B – szerokość wyrobiska, B = 5,0 m
RMRk = RMRg · K1 · K2 · K3
Wskaźnik RMRg jest wynikiem zsumowania not przypadających na poszczególne parametry:
- wytrzymałość jednoosiowa próbki skalnej na ściskanie Rc >120 MPa, 15 pkt.
- podzielność rdzenia wiertniczego RQD = 70% , 13pkt.
- odstęp spękań Os= 0,6÷2 [m], 15 pkt.
- charakter spękań – nierówne, podzielność do 1 mm, twarde ścianki szczelin 25 pkt.
- zawodnienie – zawilgocenia, wykroplenia, dopływ wody do 10 l/min. 10 pkt.
- orientacja uwarstwienia w stosunku do kierunku drążenia wyrobiska – średnia, (-5 pkt.)
RMRg = 73 pkt.
- sposób drążenia wyrobiska górniczego – strzelanie konwencjonalne w dobrych warunkach K1 = 0,94,
- stan naprężenia wokół wyrobiska – wyrobisko poza wpływem innych wyrobisk K2 = 1,0,
- wpływ czasu – wyrobisko o czasie istnienia poniżej dwóch lat K3 = 1,0,
RMRk = 73· 0,94 · 1,0 · 1,0 = 68,6
Wskaźnik RMRk = 63,9 oznacza mocną klasę górotworu o zastosowaniu samodzielnej obudowy kotwiowej.
Obliczenie długości kotwi:
Określenie zdolności przenoszenia obciążenia przez kotew:
Cb = min. 100 [kN] – dla zakładów górniczych wydobywających rudy miedzi
Obliczanie odległości pomiędzy kotwiami:
Sb = 1,31 [m]
n = 1,5 – współczynnik bezpieczeństwa
g...
licha2