60J. Butra, R. Dębkowski, D. Pawelus, M. Szpak___________________________________________________________________________Wyniki symulacji komputerowych są generalnie zgodne z obserwacjamiprowadzonymi m.in. w amerykańskich i australijskich kopalniach podziemnych.W latach 90-tych XX wieku w Stanach Zjednoczonych prowadzono wszerokim zakresie badania wpływu poziomych naprężeń na statecznośćpodziemnych wyrobisk górniczych. Analizowano szczególnie ścianowątechnologię ek<strong>sp</strong>loatacji złóż węgla kamiennego [22,23,24,25]. Na podstawieobserwacji <strong>do</strong>łowych stwierdzono obszary koncentracji poziomych naprężeńw narożnikach prostokątnych pól ek<strong>sp</strong>loatacyjnych (rys. 9).Rys. 9. Koncentracja naprężeń poziomych w wyrobiskach ścianowych [22]Dalsze badania oraz symulacje numeryczne wskazywały, że miejscekoncentracji naprężeń zależy od:− wartości kąta zawartego między kierunkiem działania wzmożonychnaprężeń poziomych w górotworze i czołem ściany wy<strong>do</strong>bywczej,− położenia zrobów wyek<strong>sp</strong>loatowanych pól względem czynnej ściany.Zatem postać układu naprężeń w górotworze, w którym prowadzona jestek<strong>sp</strong>loatacja górnicza będzie zależała od istniejących warunków w układziepierwotnym (przed rozpoczęciem robót górniczych) oraz od geomechanicznychuwarunkowań prowadzonej ek<strong>sp</strong>loatacji m.in. sąsiedztwa zrobów, kierunkupostępu ek<strong>sp</strong>loatacji względem stref nieupodatnionych i in.
Wpływ naprężeń pierwotnych na stateczność wyrobisk górniczych 61___________________________________________________________________________Analizy komputerowe przeprowadzone za pomocą programu AHSM 2.0(przeznaczonego <strong>do</strong> wyznaczania koncentracji naprężeń poziomych w wyrobiskachprzyścianowych) dla różnych wariantów systemów ścianowychpodłużnych i systemów ścianowych poprzecznych, stosowanych w warunkachpolskiego górnictwa, potwierdziły przypuszczenia, że położenie zrobówwzględem ściany wy<strong>do</strong>bywczej ma istotny wpływ na wielkość koncentracjinaprężeń poziomych w wyrobiskach ścianowych [27].Zarówno obserwacje rzeczywistych przypadków <strong>do</strong>łowych w kopalniachna świecie, jak i symulacje komputerowe z wykorzystaniem metod numerycznych(MES, MEB, MRS) pozwoliły sformułować następujące zasady<strong>do</strong>tyczące oddziaływania naprężeń poziomych na wyrobiska górnicze:− wyrobiska korytarzowe, drążone równolegle <strong>do</strong> kierunku działaniawiększej skła<strong>do</strong>wej naprężeń poziomych, są mniej narażone na ichniekorzystne oddziaływanie, niż wyrobiska drążone prostopadle,− ze względów bezpieczeństwa, kierunki postępów frontów pól ek<strong>sp</strong>loatacyjnychpowinny być orientowane równolegle <strong>do</strong> kierunku <strong>do</strong>minującejwartości naprężenia poziomego,− obszary zrobów obejmujących gruzowiska skalne, są przyczyną powstawanialokalnych stref koncentracji naprężeń poziomych, jaki stref odprężenia, w zależności od orientacji kierunku wybierania złożaw polu względem kierunków działania naprężeń głównych.W polskim górnictwie, przed zaprojektowaniem rozmieszczenia wyrobiskkopalnianych i <strong>do</strong>borem ich obu<strong>do</strong>wy, nie prowadzi się rozpoznania kierunkówi wartości pierwotnych naprężeń poziomych w górotworze.Dla złoża rud miedzi w rejonie LGOM, ek<strong>sp</strong>loatowanego systemami komorowo-filarowymi,M. Fabjanczyk w 1996 roku sformułował pogląd, że obszarykoncentracji poziomych naprężeń występują w narożnikach prostokątnychpól ek<strong>sp</strong>loatacyjnych [9,10,30]. Założył, że istnieje wysokie praw<strong>do</strong>po<strong>do</strong>bieństwouwi<strong>do</strong>cznienia się w kopalniach <strong>KGHM</strong> Polska Miedź S.A. wpływówdziałania skła<strong>do</strong>wej poziomej naprężenia o znacznej wartości. Tegorodzaju poziome obciążenia są czynnikiem wpływającym na statecznośćstropów wyrobisk górniczych [3,10], a kształtowane są one zarówno przezistniejący układ naprężeń pierwotnych w tym rejonie oraz przez obecnie rozpoznanepole naprężeń. Zatem od dłuższego czasu rozpoznanie kierunkówi wartości naprężeń głównych w zakładach górniczych <strong>KGHM</strong> Polska MiedźS.A. było przedmiotem okresowych analiz mających na celu określeniewpływu naprężeń poziomych na stateczność wyrobisk górniczych. Wartozaznaczyć, iż <strong>do</strong>tychczasowe <strong>do</strong>świadczenia kopalń LGOM przy ek<strong>sp</strong>loatacjizłoża rud miedzi wskazują, że <strong>do</strong>konana zmiana kierunku postępu frontuek<strong>sp</strong>loatacyjnego wpływa wyraźnie na stateczność stropów (poprawia lubpogarsza te warunki) w określonych sytuacjach geologiczno-górniczych [8].
Change language