Skały stropowe - Wiertniczy_W4 - podolski310

Skały stropowe.doc
(987 KB) Pobierz
CHARAKTER SKAŁ STROPOWYCH I SPĄGOWYCH
Bezpośredni wpływ na sposób likwidacji zrobów ma rodzaj skał stropowych.
Strop bezpośredni - zespół warstw zalegających bezpośrednio nad wybieranym pokładem, mających
zdolność załamywania się w ślad za postępem robót wybierkowych.
Strop zasadniczy - tworzą warstwy mocne i sztywne zalegające nad stropem bezpośrednim albo nad
wybieranym pokładem, które po wybraniu pokładu załamują się trudno i w dużych odstępach.
Strop fałszywy - zwany stropem opadającym lub opadem - tworzy warstwa grubości 0,1 do 0,8 m
bardzo słabych skał stropu bezpośredniego, którą bardzo trudno utrzymać i zwykle odpada po
odsłonięciu.
Do starszych klasyfikacji skał stropowych należą klasyfikacje Budryka i Boreckiego.
Klasyfikacja stropów wg. W. Budryka:
Klasa I - strop bezpośredni złożony ze skał kruchych, łatwo rabujących się o grubości
większej niż pięciokrotna grubość wybieranego pokładu ( lub warstwy ).
Klasa II - strop bezpośredni złożony ze skał kruchych, łatwo rabujących się ale o grubości
mniejszej niż pięciokrotna grubość wybieranego pokładu (lub warstwy).
Klasa III - strop bezpośredni złożony ze skał sztywnych, trudno ulegających zawałowi lub też strop
zasadniczy nad pokładem złożony jest z grubych warstw skał mocnych nie uginajacych
się.
Klasa IV - skały stropowe mają zdolność do uginania się i osiadania na podsadzce lub spągu.
Na podstawie tej klasyfikacji dobiera się system kierowania stropem i sposób likwidacji
wybranej przestrzeni. W przedstawionej klasyfikacji występuje niejednoznaczność takich pojęć jak:
kruchość łatwość załamywania się, sztywność itp.
Rozwój technik podziemnej eksploatacji złóż, a zwłaszcza powszechne zastosowanie obudów
zmechanizowanych w górnictwie węgla kamiennego wykazały, że niejednokrotnie stropy zaliczone
do klasy III, sztywne i mocne, czyli typowo podsadzkowe, pozwalają w wyniku zastosowania np.
odpowiedniego zruszenia i właściwego doboru obudowy, z powodzeniem prowadzić eksploatację z
zawałem. Fakty te zmusiły wielu badaczy do zrewidowania pojęć ugruntowanych omówioną powyżej
klasyczną klasyfikacją skał stropowych. W wyniku licznych obserwacji, badań i pomiarów powstało
wiele nowych klasyfikacji skał stropowych, spośród których dużo klasyfikacji ma charakter nie tylko
opisowo jakościowy, lecz również obligatoryjny charakter ilościowy [16].
Dla warunków Zagłębia Górnośląskiego pierwszą ilościową klasyfikację stropów
opracował K. Pawłowicz (GIG) [ 12 ]. Opiera się ona na wytrzymałości skał na ściskanie oraz na
średniej częstotliwości występowania w skałach stropowych powierzchni naturalnego warstwowania.
Kryterium oceny stropu według tej klasyfikacji jest wielkość liczby wskaźnikowej L,
charakteryzującej pakiet warstw stropowych
gdzie:
Rc – średnia wytrzymałość skał na ściskanie (wyznaczona na próbkach laboratoryjnych),
MPa,
d - średnia warstwowa podzielność skał (grubość ławic), mm.
Klasyfikacja stropów według K. Pawłowicza [ 12 ]
Tablica 1
Klasa
stropu
1
Zakres
wartości
liczby L
0  18
2
18  35
3
35  60
4
60  130
5
ponad 130
Opis stropu
Stropy najsłabsze – opadające natychmiast przy odsłonięciu (dolne wartości liczby L) lub z
niewielkim opóźnieniem (przy górnych wartościach przedziału); dla utrzymania pakietu
należy przypinać w stropie ławę węgla
Stropy bardzo trudne i trudne do utrzymania, rozpadające się (do L  30), pełne dziur,
obwałów, wywałów, spękań i szczelin, wiszące na obudowie, niebezpieczne, łatwo
zawalające się, kruche
Stropy spękane (dolna granica przedziału), z lokalnymi obwałami, słabe, następnie coraz
mocniejsze, przy górnej granicy – dość dobre i dobre, w stan zawału przechodzą łatwo
Stropy dobre (przy dolnej granicy przedziału), stopniowo coraz trwalsze, następnie bardzo
dobre, stwarzające doskonałe warunki pracy w ścianach zawałowych, przy górnej granicy
przedziału przechodzące w stan zawału trudniejsze, aż do trudnego
Stropy mocne i trwałe, w przestrzeni roboczej zapewniają doskonałe warunki pracy,
natomiast eksploatacja z pełnym zawałem nastręcza duże trudności i niebezpieczeństwa
Przedstawiona klasyfikacja została w dużym stopniu zmodyfikowana i udoskonalona przez A.
Bilińskiego i in, (GIG), wprowadzono mianowicie nowe określenie wielkości liczby wskaźnikowej L
[ 12 ].
L = 0,016 RM  d
gdzie :
RM - średnia wytrzymałość na ściskanie skał w masywie, MPa,
d - średnia warstwowa podzielności skał (grubość ławic), mm.
W przypadku braku wielkości d wynikającej z bezpośrednich pomiarów można korzystać z
zależności empirycznej ustalonej w GIG dla stropów zbudowanych ze skał karbońskich
d = 0,4 (10  Rc)0,7
gdzie d wyrażone jest w cm, natomiast Rc w MPa.
Wielkość RM określana jest następująco:
RM = Rc k1  k2  k3
gdzie:
k1 - wytrzymałościowy współczynnik skali (około 0,33 dla piaskowców, 0,42 dla mułowców oraz
0,50 dla iłowców);
k2 - współczynnik osłabienia czasowego skały, jest stosunkiem wytrzymałości skały - po określonym
czasie obciążenia - do wytrzymałości doraźnej (chwilowej), dla typowych warunków prowadzenia
ściany przyjmuje się wartość k2 równą około 0,70 dla piaskowców, natomiast około 0,60 dla
mułowców i iłowców,
k3 - współczynnik osłabienia wilgotnościowego (określany doświadczalnie lub z wykresu)
W zależności od wartości wskaźnika L, wyróżnia się następujące klasy stropu :
Klasa stropu
Liczba wskaźnikowa
Charakterystyka
I
0  L  18
Stropy najsłabsze, odpadające natychmiast po odsłonięciu (można przypinać
łatę węgla) bez obudowy strop można odsłonić tylko poniżej 1 m
Stropy bezpośrednie bardzo trudne i trudne do utrzymania, wiszące na
obudowie, kruche i niebezpieczne. Łatwo zawalające się. Możliwość
odsłonięcia stropu 1 do 2 m
Stropy słabe, stopniowo przechodzące w coraz mocniejsze. Dość dobre,
łatwo przechodzące w stan zawału. Możliwość odsłonięcia stropu bez
obudowy od 2 do 5 m
Stropy typowo zawałowe. Możliwość odsłonięcia stropu od 5 do 8 m
Stropy mocne i trwałe. Wymagają wymuszania zawału przy zastosowaniu
środków ich wymuszania
Stropy wybitnie mocne i trwałe. Typowo podsadzkowe.
2
II
18  L  35
2
III
35  L  60
2
IV
Va
60  L  130
130  L  250
Vb
L  250
2
Na podstawie pomiarów geofizycznych oraz obliczeń numerycznych, dotyczących rodzaju i
wielkości naprężeń w stropie wyrobisk ścianowych A. Kidybiński zaproponował klasyfikację skał
stropowych, w której ilościowym kryterium jest wartość oporu ich odspojenia zwana, przy zbliżonym
do poziomego kierunku zaleganiu warstw, oporem rozwarstwienia Rmr. Przez to pojęcie należy
rozumieć naturalną zdolność masywu skalnego do przeciwstawiania się rozwarstwieniu oraz
zawałowi, równoważną wytrzymałości na rozciąganie pod wpływem sił ciężkości. Istotą tej
klasyfikacji jest podział warstw stropowych na strop opadowy, rozluźniony i zwarty [ 16 ].
Strop opadowy, sięgający od 0 do 0,5 grubości pokładu, charakteryzuje się pełnym spękaniem,
zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym, całkowitym rozluźnieniem oraz zupełnym brakiem
samonośności. W celu zabezpieczenia ściany przed zawałem konieczne jest podtrzymanie skał stropu
opadowego przez obudowę.
Strop rozluźniony zalega powyżej stropu opadowego do 15-krotnej grubości i pokładu i
charakteryzuje się pełnym spękaniem w kierunku pionowym oraz częściowym spękaniem w kierunku
poziomym. Występuje tu częściowe rozluźnienie i niepełna samonośność warstw skalnych. W celu
przeciwdziałania nadmiernej konwergencji zachodzi konieczność podtrzymania skał stropu r
rozluźnionego przez obudowę, zwłaszcza gdy w zrobach ich pozioma reakcja nie kompensuje w
dostateczny sposób poziomych sił rozciągających, występujących nad przestrzenią roboczą.
Strop zwarty zalega nad stropem rozluźnionym do wysokości stanowiącej 3-krotną grubość
eksploatowanego pokładu i charakteryzuje się nieznacznym spękaniem w kierunku pionowym.
Wskutek pojawienia się wyłącznie naprężeń ściskających strop ten jest zwarty i samonośny, a
prawdopodobieństwo uzyskania zawału zależy od reakcji zrobów. Oddziaływanie obudowy na strop
zwarty zmniejsza konwergencję w ścianie i poprawia jej stateczność.
Opierając się na omówionym podziale warstw stropowych w kierunku pionowym oraz na wartości
oporu ich rozwarstwienia Rmr, opracowano klasyfikację skał stropowych ( rys. 6 ).
Rys. 6. Klasyfikacja skał stropowych według kryterium A. Kidybińskiego [ 16 ]
Zachowanie się skał stropowych w poszczególnych klasach jest następujące:
- klasa I - dla Rmr < 0,5 MPa; stropy opadające natychmiast po odsłonięciu, łącznie z najsłabszymi
stropami węglowymi; w celu utrzymania pakietu warstw stropowych konieczne jest pozostawienie
przystropowej ławy węglowej;
- klasa II - dla Rmr = 0,5  1,5 MPa; w przypadku skał ilastych i piaszczystych są to stropy opadające,
w przypadku węgla - stropy słabo samonośne; przestrzeń robocza wymaga zagęszczonej obudowy
o równomiernej podporności na całej powierzchni odsłoniętego stropu;
- klasa III - dla Rmr = 1,5  3,0 MPa; w przypadku skał ilastych i piaszczystych są to stropy spękane,
częściowo samonośne, zaś, w przypadku węgli stropy nośne; obserwuje się łatwe przechodzenie
tych stropów w stan zawału;
- klasa IV - dla Rmr = 3,0  4,5 MPa; stropy samonośne o korzystnych parametrach stateczności,
przechodzące samoczynnie w stan zawału bez zawisania w zrobach;
- klasa V - dla Rmr = 4,5  6,0 MPa; strop...
Plik z chomika:
podolski310
Inne pliki z tego folderu:

7_dziur.pps (3333 KB)
 Pods_hydr.doc (981 KB)
 Pods_sucha_2.doc (30382 KB)
 Skały stropowe.doc (987 KB)
 Syst_ekspl.DOC (58226 KB)
Inne foldery tego chomika:


 Szkice
Wiertniczy_W2
Wiertniczy_W3
Zgłoś jeśli naruszono regulamin





Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Copyright © 2012 Chomikuj.pl