adam szade, henryk passia, zbigniew motyka, ciągły...

WARSZTATY 2000 nt. Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 195

Mat. Symp. Warsztaty 2000

str. 195-207

Andrzej SURMA, Józef WITUŁA KHW S.A. KWK „Wesoła”, Mysłowice-Wesoła

Adam SZADE, Henryk PASSIA, Zbigniew MOTYKA,

Wojciech BOCHENEK Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Ciągły monitoring wpływu eksploatacji górniczej prowadzonej

bezpośrednio pod wysokim obiektem na terenie KWK „Wesoła”

Streszczenie

W okresie od stycznia do października 1999 roku prowadzona była eksploatacja w filarze

ochronnym obejmującym również ciepłownię z dwoma kominami. Projekt eksploatacji podporządkowany był minimalizacji wpływów na najwyższy obiekt, jakim jest 100 metrowej wysokości komin. Aby ocenić pomyślność tej operacji, postanowiono prowadzić, oprócz cyklicznej obserwacji geodezyjnej, ciągły monitoring wychyleń komina. Prowadzony był on przy pomocy laserowego czujnika drgań i wychyleń z cyfrową rejestracją danych pomiaro-wych. Uzyskane dane pomiarowe pozwoliły na uchwycenie wszystkich czynników, wpływają-cych na okresowe wychylenia komina.

1. Wprowadzenie

Kopalnia „Wesoła” na skutek wyczerpania się zasobów węgla w rejonie dawnego szybu

wdechowego Jan-Henryk, zgłębionego do poziomu 230 m, zlikwidowała filar ochronny

w pokładach bilansowych zalegających poniżej 230 m. Likwidacja ta uwolniła między innymi

możliwe do wybrania zasoby w pokładzie 349A, w którym kopalnia zaprojektowała eksploata-

cję systemem ścianowym z zawałem stropu.

W zasięgu średnich wpływów w/w eksploatacji znalazł się obiekt kotłowni przy szybie Jan-

Henryk, tj: dwie hale kotłów (północna i południowa), dwa pomosty (nawęglania i odżużlania)

oraz dwa kominy (K-1 i K-2). Przedmiotem niniejszego opracowania jest analiza wpływu

prowadzonej eksploatacji w pokładzie 349 na wyższy komin kotłowni.

2. Lokalizacja i budowa geologiczna

Obiekt kotłowni zlokalizowany jest w południowej części dzielnicy Mysłowice –

Wesoła, graniczy od wschodu z terenami przemysłowymi dawnego szybu Jan-Henryk.

Rozmieszczenie elementów kotłowni przedstawia rys. 2.1.

W budowie geologicznej przedmiotowego obszaru udział biorą warstwy czwartorzędowe,

stanowiące nadkład oraz utwory karbońskie, reprezentowane przez warstwy orzeskie, rudzkie,

siodłowe i porębskie.

A. SURMA, J. WITUŁA, A. SZADE, H. PASSIA, Z. MOTYKA, W. BOCHENEK - Ciągły...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 196

Wg otworu B127 zlokalizowanego w sąsiedztwie szybu czwartorzęd przykryty jest prawie

1 – metrową warstwą nasypową. Czwartorzęd o miąższości ponad 6 m tworzą piaski (0,9 m)

oraz gliny (4,3 m) z warstwą iłu w spągu.

Utwory karbońskie, wykształcone w postaci naprzemianległych warstw łupków ilastych,

piaszczystych oraz piaskowców z pokładami węgla, reprezentowane są przez warstwy orzes-

kie, siodłowe i porębskie.

W rejonie kotłowni na stropie karbonu występuje wychodnia pokładu 312. Warstwy

karbońskie zapadają monoklinacznie na południe pod kątem 4-60

Rys. 2.1 Rozmieszczenie elementów kotłowni

3. Eksploatacja dokonana i projektowana

3.1 Eksploatacja dokonana

Szczegółową charakterystykę dokonanej eksploatacji górniczej w rejonie kotłowni przed-

stawiono w poniższej tabeli 3.1.

Jak wynika z zestawienia, obiekt kotłowni podlegał jedynie wpływom bezpośredniej

eksploatacji górniczej prowadzonej w pokładzie 349 w zlikwidowanym filarze ochronnym dla

szybu Jan-Henryk. Należy zaznaczyć, że projekt eksploatacji podporządkowany był minima-

lizacji wpływów na obiekcie kotłowni, w tym głównie wychyleń komina nr 1.

Z tego względu powierzchnię dawnego filara wyeksploatowano wydłużonym frontem

eksploatacyjnym (ok. 480 m), który tworzyły dwie ściany zawałowe o długości 230 m każda,

prowadzone równocześnie z przesunięciem frontów do 20 m, (rys. 3.1).


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 197

Tabela 3.1 Charakterystyka dokonanej eksploatacji górniczej w rejonie kotłowni

Pokład Grubość Głębokość Lata System Odległość pozioma

od komina nr 1

318 2.3-2.4 65 1918 chodniki, filary bezpośrednio

324 1.0 120 1955 ścianowy z

podsadzką suchą

50 m na SW

327 1.4 190 1957 ścianowy z

podsadzką suchą

100 m na W

328 1.05-1.10 230 1959 ścianowy z

podsadzką suchą

150 m na W

329 1.1 230 1966 ścianowy z

zawałem stropu

270 m na NE

331 1.2-1.3 275 1962 ścianowy z

zawałem stropu

300 m na N

334 1.5-1.6 330 1962 ścianowy z

zawałem stropu

150 m naW

349 2.1-2.2 485 1969 ścianowy z

zawałem stropu

270 m na SE

349 1.6-1.8 480 11.1998

10.1999

ścianowy z

zawałem stropu

bezpośrednio w zlikwidowanym

filarze ochronnym

Rys. 3.1 Usytuowanie komina względem frontu ścianowego

Pochylnia centralna przebiegała, w rzucie poziomym, w sąsiedztwie komina nr 1. Eksploatację

w/w ścian prowadzono w okresie od listopada 1998 do października 1999 roku.


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 198

3.2 Eksploatacja projektowana

Kopalnia przewiduje w 2000 roku zakończenie w tym polu eksploatacji trzeciej ściany

w pokładzie 349. Jej uruchomienie miało miejsce w m-cu marcu br., w odległości ok. 230 m na

W od komina. Prowadzona jest na głębokości 475 m, systemem ścianowym z zawałem stropu,

przy grubości pokładu 1,7 m. Ściana ta poszerzy istniejącą strefę zawałową w kierunku

zachodnim. Przy odległości uruchomionego frontu ścianowego od komina, wynoszącej 230 m,

nie należy się liczyć z istotnymi wpływem eksploatacji na komin nr 1.

4. Charakterystyka konstrukcji komina nr 1

Komin nr 1 zlokalizowany jest w odległości ok. 16 m na południe od hali kotłów nr 2

(rys. 2.1) i posiada wysokość 100 m, rys. 4.1. Średnica zewnętrzna trzonu wynosi od 7,2 m

u podstawy do 4,2 m w poziomie głowicy.

Komin posadowiono na monolitycznej, żelbetowej płycie fundamentowej w kształcie koła

i o średnicy 20 m. Trzon komina wykonano w monolitycznej, żelbetowej konstrukcji, w której

co 10 m wykształcono wewnętrzne żebra usztywniające, stanowiące równocześnie wsporniki

dla wykładziny termicznej. Grubość trzonu zmniejsza się wraz z wysokością od 32 cm na

poziomie 0,00 m do 18 cm na poziomie +97,5 m.

Rys. 4.1 Widok komina nr 1 i kotłowni


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 199

5. Obserwacje osiadań i wychyleń

Komin nr 1 poddano w trakcie prowadzenia eksploatacji górniczej i po jej zakończeniu

w zlikwidowanym filarze obserwacjom geodezyjnym w zakresie osiadań i wychyleń.

5.1 Osiadania

Pomiary osiadań komina wykonywano na 6-ciu znakach wysokościowych zastabilizo-

wanych na obwodzie trzonu komina, na poziomie +1,7 m (takich jak na rys. 5.1), w 9-ciu

cyklach pomiarowych, niwelacją techniczną. Pomiar wyjściowy wykonano przed uruchomie-

niem eksploatacji (11.1998). Zestawienie osiadań przedstawiono w tabeli 5.1.

Tabela 5.1

Osiadanie znaków wysokościowych na kominie nr 1 w [mm], w odniesieniu do pomiaru wyjściowego w listopadzie 1998 roku

Nr znaku

wysok.

Osiadanie (narastające) [mm]

Data pomiaru

22.02.99 20.04.99 10.05.99 27.05.99 15.06.99 5.08.99 27.09.99 17.12.99 11.04.00

1051 -152 -723 -869 -997 -1155 -1390 -1421 -1453 -1473

1052 -154 -739 -883 -1011 -1165 -1393 -1422 -1455 -1469

1053 -157 -752 -894 -1018 -1170 -1391 -1418 -1450 -1472

1054 -152 -738 -882 -1008 -1162 -1386 -1448 -1470

1055 -151 -722 -868 -995 -1152 -1384 -1416 -1447 -1468

1056 -149 -710 -856 -984 -1145 -1385 -1415 -1449 -1470

eksploatacja

[m]

-28 108 132 153 182 284 295 316 316

5.2 Wychylenia

Pomiar wychylenia komina przeprowadzono w 20 cyklach pomiarowych, wykorzystując do

tego celu przestrzenne, kątowe wcięcie w przód, wykonane z bazy, której współrzędne

skrajnych punktów określono w oparciu o współrzędne punków osnowy poziomej

szczegółowej III klasy. Przedmiotem obserwacji są 3 poziomy obserwacyjne: +100 m, +61,3 m

oraz do VI cyklu poz. +21,3 m, zaś od VII cyklu poz. +30 m, odniesione do poz. +1,7 m od

powierzchni terenu.

Pomiary wykonywane są tachimetrem firmy TOPCON 303.

Pierwszy cykl pomiarowy wykonany 16.04.97 r. wykazał, że komin posiadał wychylenie

z pionu wynoszące 254 mm.

Oprócz wykonywanych wyżej pomiarów, bardzo pracochłonnych, których dokładność

zależna jest od warunków atmosferycznych, precyzji obserwatora i które z natury rzeczy są

pomiarami okresowymi, Kopalnia zleciła Głównemu Instytutowi Górnictwa ciągły pomiar

wychyleń komina laserowym czujnikiem.

Zestawienie wyników jednej i drugiej metody pozwoli na wyciągnięcie możliwie pełnych

i obiektywnych wniosków.


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 200

6. Sposób prowadzenia pomiarów laserowym czujnikiem wychyleń

W rozwiązaniu (będącym również przedmiotem zgłoszonego wynalazku) (Patent UP RP Nr

151105), sposób realizacji pomiaru polega na tym, że uformowana - o przekroju kołowym -

wiązka monochromatycznego światła przechodzi jednokrotnie, z góry w dół, przez klin

cieczowy i pada bezpośrednio na kwadrantowy, fotodetektor umieszczony centralnie,

w regulowanej odległości, pod kuwetą z cieczą.

Detektor składa się z czterech aktywnych segmentów pomiarowych, a każdej parze można

przypisać jeden z kierunków np. geograficznych.

Odchylenie się badanego obiektu od pionu lub badanej płaszczyzny od poziomu - razem

z czujnikiem - powoduje, że początkowo płaskorównoległa warstwa cieczy, zaczyna tworzyć

klin i odchylać wiązkę światła na drodze od źródła do detektora. Zakres pomiarowy i czułość

urządzenia będą funkcją odległości detektora od powierzchni cieczy oraz współczynników

załamania ośrodków. Przy parametrach: n1=1 ; n2=1,4 ; n3=1,6 i L = 50 mm obliczeniowy,

maksymalny kąt pomiaru wynosi ~ 10o (175 mm/m) przy czułości + 0,02 mm/m (w czułości

tej uwzględniono również parametry zastosowanej fotodiody).

Sygnał pochodzący z fotodetektora jest wzmacniany różnicowo w dwukanałowym

wzmacniaczu pomiarowym, opartym na wysokiej klasy układzie scalonym INA 2128 f-my

Burr-Brown. Poziom wzmocnienia jest dobierany w trakcie kalibracji czujnika, tak, aby dla

pełnego zakresu pomiarowego uzyskać sygnał wyjściowy +5V, odpowiadający napięciu

wejściowemu przetwornika A/C rejestratora cyfrowego. Wzmocniony sygnał poddawany jest

filtracji w układzie dolnoprzepustowym w celu ograniczenia pasma sygnału i usunięcia

zakłóceń wysokoczęstotliwościowych.

6.1 Cyfrowy rejestrator danych

Cyfrowy rejestrator danych jest to system oparty na wielokanałowej karcie przetwornika

A/C o rozdzielczości 12-bitów, komputerze klasy IBM PC oraz na jednej lub dwóch stacjach

dysków 1,44 MB jako pamięci masowej. Dane pomiarowe rejestrowane są ciągle i automaty-

cznie.

Zbieranie danych, ich obróbkę oraz wizualizację zapewnia oprogramowania opracowane

specjalnie dla tego celu w Zespole Techniki Laserowej GIG.

Czujnik wychyleń posiada następujące znamionowe dane techniczne:

- zakres pomiaru + 14 mm/m (regulowany elektronicznie od 1 do 50 mm/m),

- rozdzielczość + 0,02 mm/m,

- częstotliwość drgań < 10 Hz,

- napięcie zasilania urządzenia .......... 220 V AC, 50/60 Hz,

- napięcie zasilania układu czujnika.......... +12 V DC,

- pobór mocy układu wzmacniacza i nadajnika .......... < 2 W.

Głowica pomiarowa czujnika wraz z układem transmisji danych znajduje się w pyło-

i wodoszczelnej obudowie klasy IP 54, a całość zamontowana jest na trzonie komina, na

wysokości 2 m, obok znaku wysokościowego 1056 – tak jak na rys. 6.1.

Rejestrator cyfrowy znajdował się w pomieszczeniu rozdzielni (budynek kotłowni).


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 201

Rys. 6.1 Znak wysokościowy i laserowy czujnik wychyleń na kominie

7. Wyniki pomiarów

7.1 Wyniki pomiarów wychyleń

W celu dokonania możliwie pełnej i obiektywnej analizy wychyleń komina dokonano

zestawienia w arkuszach kalkulacyjnych danych pomiarowych z 20 cykli geodezyjnych

i odpowiadających im danych z laserowego czujnika wychyleń. W tym celu wartości wychyleń

od pionu dla każdego poziomu pomiarowego (100 m, 61,3 m, 21,3 /30 m) dzielono przez

wysokość uzyskując wychylenia bezwzględne w mm/m. Umożliwiło to bezpośrednie porówna-

nie wyników na jednym wykresie.

I tak na rys. 7.1 przedstawiono porównanie zmian wychylenia komina dla kierunku N-S,

dla metody geodezyjnej (z trzech poziomów) i laserowego czujnika, w określonych dniach

prowadzenia obserwacji. Na rys. 7.2 zilustrowano to samo dla kierunku E-W.

Każda z metod jest obarczona innymi uwarunkowaniami pomiarowymi, takimi jak:

punktowy pomiar czujnika zamocowanego poniżej czopucha komina, dokładność i powtarzal-

ność celowania kątowego w przód i wpływ warunków atmosferycznych na dokładność

pomiarów geodezyjnych. W związku z tym założono, że dla porównania zmian wychylenia

komina z postępem eksploatacji, najkorzystniejsze będzie wyznaczenie średniej wartości

wychylenia, w mm/m z wszystkich czterech punków (poziomów) pomiarowych.

Na rys. 7.3 zestawiono tak wyliczoną zmianę wychylenia z postępem eksploatacji w dwóch

ścianach, w dniach pomiarowych tak jak poprzednio.

Laserowy czujnik wychyleń poprzez ciągłą rejestrację maksymalnych i minimalnych

wartości wychyleń w każdej minucie, pozwala na śledzenie wszystkich rodzajów zmian

postępujących (ciągłych) i dynamicznych, a spowodowanych eksploatacją oraz czynnikami

środowiskowymi, takimi jak warunki atmosferyczne, ciężki transport itp.

Dokonując przeglądu zapisów dobowych w postaci takiej, jak na rys. 7.4 można oceniać

jakościowo i ilościowo (amplitudy wychyleń) zachodzące zmiany w wychyleniu obiektu, ze

wskazaniem najbardziej prawdopodobnej ich przyczyny. I tak na wspomnianym przykłado-


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 202

wym rysunku odnotowane są okresowe zmiany wychylenia komina, spowodowane nasłone-

cznieniem. Łatwe do rozróżnienia są również wstrząsy pochodzenia górniczego oraz drgania

komina spowodowane wiatrem.

Wychylenie komina N-S

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

16.0

4.9

7

28.0

1.9

9

24.0

2.9

9

15.0

4.9

9

21.0

4.9

9

28.0

4.9

9

6.0

5.9

9

13.0

5.9

9

20.0

5.9

9

27.0

5.9

9

2.0

6.9

9

24.0

6.9

9

20.0

7.9

9

10.0

8.9

9

15.0

9.9

9

25.1

0.9

9

6.1

2.9

9

7.0

1.0

0

daty

wy

ch

yle

nie

[m

m/m

]

N-S(100) mm/m

N-S(61.3) mm/m

N-S(21.3) mm/m

N-S laser mm/m

Rys. 7.1 Wychylenia komina w kierunku N-S w okresie eksploatacji, uzyskane pomiarami geodezyjnymi i laserowym czujnikiem

Wychylenie komina E-W

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

16.0

4.9

7

28.0

1.9

9

24.0

2.9

9

15.0

4.9

9

21.0

4.9

9

28.0

4.9

9

6.0

5.9

9

13.0

5.9

9

20.0

5.9

9

27.0

5.9

9

2.0

6.9

9

24.0

6.9

9

20.0

7.9

9

10.0

8.9

9

15.0

9.9

9

25.1

0.9

9

6.1

2.9

9

7.0

1.0

0

daty

wy

ch

yle

nie

[m

m/m

]

E-W(100) mm/m

E-W(61.3) mm/m

E-W(21.3) mm/m

E-W laser mm/m

Rys. 7.2 Wychylenia komina w kierunku E-W w okresie eksploatacji, uzyskane pomiarami geodezyjnymi i laserowym czujnikiem


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 203

Wychylenie komina, a postęp eksploatacji

-7,00

-6,00

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

16.0

4.97

24.0

2.99

21.0

4.99

6.05

.99

20.0

5.99

2.06

.99

20.0

7.99

15.0

9.99

6.12

.99

daty

wych

yle

nie

[m

m/m

]

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

dysta

ns d

o k

om

ina [

m]

sciana E postęp [m] N-S mm/m

E-W mm/m sciana W postęp [m]

Rys. 7.3 Wychylenie komina i postęp eksploatacji w wybranych dniach pomiarowych. Wartość ujemna w dystansie do komina oznacza, że ściana zbliżała się do komina

Rys. 7.4 Przykład rejestracji dobowych zmian wychyleń z wyraźnym wpływem nasłonecznienia na komin


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 204

Dla oceny długookresowych zmian wychylenia komina prezentowane są wykresy ilustrujące

zmianę wychylenia w kanałach pomiarowych N-S i E-W, w okresie każdego miesiąca, jak na

rys. 7.5.

Odwzorowują one dobrze zmiany spowodowane eksploatacją, ponieważ nie są obarczone

zakłóceniami pochodzącymi od zmian warunków atmosferycznych w ciągu dnia. Uzyskuję się

to poprzez przyjmowanie wychylenia z pierwszej minuty każdej doby jako optymalnie ustabili-

zowanej wartości z całej doby.

Dzięki takim zestawieniom możliwe było dokładne śledzenie charakteru zmian wychyleń

wraz z postępem i płynnością prowadzonej eksploatacji. Najszybsze zmiany występowały

w marcu i czerwcu 1999 roku i związane były z szybkimi postępami ścian. Ilustracje (rys. 7.6)

wykazują, że w czerwcu (po okresie przestoju ściany) zmiany wychylenia komina straciły

wcześniejszą płynność, co wyraźniej widać na wykresie biegunowym.

Spośród chwilowych i okresowych zmian wychylenia dominowały te spowodowane

czynnikami atmosferycznymi, a zwłaszcza nasłonecznieniem. Wychylenia wywołane wstrząsa-

mi były sporadyczne i z małą amplitudą. Najwyraźniejszy wstrząs spowodował wychylenie

chwilowe w granicach + 2,5 mm/m.

Rys. 7.6 Ilustracja zmian wychyleń w okresie jednego miesiąca


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 205

Rys. 7.6 Wykres zmiany wychylenia wypadkowego w jednym miesiącu, z odniesieniem do początków

pomiarów

7.2 Wyniki pomiarów wychyleń w aspekcie sytuacji górniczej

Z wykonanych pomiarów geodezyjnych wychyleń komina wynika iż początkowe, przed

ujawnieniem się wpływów eksploatacji w pokładzie 349A nachylenie wynosiło 254 mm na

szczycie komina. Maksymalne wychylenie komina wynoszące 687 mm wystąpiło po przejściu

frontu eksploatacyjnego pod obiektem na odległość ok. 100 m. Zwiększyło to nachylenie

wierzchołka komina o 4,3 mm/m. Komin znalazł się w tym momencie w punkcie przegięcia

niecki dynamicznej. Przy dalszym oddalaniu się frontu od komina zmniejszały się jego

nachylenia i w odległości ok. 260 m wychylenie wynosiło 291 mm. Wtedy też nastąpiło

czasowe zatrzymanie ściany zachodniej, którą ponownie uruchomiono po zakończeniu ściany

wschodniej tj. po 15.09.99, a zakończono w październiku 1999 r.

Dzielenie wydłużonego frontu eksploatacyjnego w końcowej fazie wybiegu oraz zmniej-

szenie do 40 m postępu ścian w miesiącach kwietniu i maju, znalazło odzwierciedlenie

w płynności wychyleń komina. Wykonane w miesiącach styczniu i marcu 2000 roku pomiary

wykazują czasową stabilizację wychylenia komina ( 359 mm, 356 mm).

Wyniki obserwacji niwelacyjnych znaków wysokościowych zainstalowanych na kominie

wskazują na równomierne jego osiadanie. Proces stabilizacji osiadań jest widoczny od

miesiąca września 1999 r.

Analizując również wyniki pomiarów geodezyjnych wychylenia komina w kierunkach N-S

i E-W daje się zauważyć znaczny wpływ nasłonecznienia na ich wartość. Wychylenia N-S

poszczególnych poziomów obserwacyjnych odbiegają od siebie nawet do 2 mm/m,

w przeciwieństwie do wychyleń w płaszczyżnie E-W, które w górnych poziomach obserwacyj-

nych zbliżone są do siebie.


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 206

8. Wnioski

Eksploatacja górnicza w zlikwidowanym filarze ochronnym bezpośrednio pod kotłownią

z wysokim kominem, była tak zaprojektowana i prowadzona, żeby zminimalizować wpływy na

obiekcie, w tym głównie wychylenia 100 – metrowego komina.

Współpraca Kopalni z Głównym Instytutem Górnictwa zaowocowała wielotorowym

monitoringiem osiadań i wychyleń komina. Cykliczne pomiary geodezyjne uzupełnione

zostały ciągłym pomiarem wychylenia przy pomocy laserowego czujnika wychyleń.

Analiza zestawionych powyżej, w formie wykresów, wyników wspólnych pomiarów,

pozwala na wyciągnięcie następujących wniosków:

- projektowanie eksploatacji pod obiektami wysmukłymi musi być poprzedzone szczegóło-

wą analizą jej skutków (szczególnie wyważony musi być kształt frontu eksploatowanego

w odniesieniu do obiektu wysmukłego), - przyjęta metoda pomiaru wychyleń komina zapewnia optymalnie prawidłowe odwzorowa-

nie postępujących i dynamicznych wychyleń komina w funkcji postępu eksploatacji,

- porównanie przebiegu przyrostów wychyleń wypadkowych dla trzech poziomów

pomiarowych geodezyjnych i czujnika, wykazuje dobrą ogólną prawidłowość w granicach

+ 1 mm/m,

- różnice między pomiarami geodezyjnymi i laserowymi wynikają z faktu, iż czujnik

aczkolwiek mierzący punktowo (zainstalowany poniżej czopucha komina), zapewnia - dla

analizy długookresowych zmian wychylenia - dane z pierwszej minuty każdej doby,

a więc najmniej obarczone wpływami czynników atmosferycznych ,

- jak wykazano wpływy czynników atmosferycznych na okresowe wychylenia komina mogą

być znaczne,

- pomiary geodezyjne zapewniły z kolei dane z wielu poziomów pomiarowych,

- przyjęta jako optymalna – średnia wartość zmiany wychylenia komina w wybranych dniach

pomiarowych (związanych z postępem eksploatacji) wykazała, iż po zakończeniu

eksploatacji pod kominem jego wypadkowe wychylenie uległo zwiększeniu zaledwie

o 1 mm/m, pomimo, że w trakcie eksploatacji nastąpił czasowy przyrost wychylenia

o 4 mm/m,

- uwzględniając szczupły stan wyposażenia sprzętowego działów mierniczo geologicznych

i stale zmniejszającą się obsadę tych działów rozwiązaniem jest szersze stosowanie

laserowych czujników wychyleń pracujących w sposób ciągły.

Literatura

[1] Patent UP RP Nr 151105 : Urządzenie do ciągłego pomiaru wychyleń budowli. [2] Szade A., Passia H., Lipowczan A., 1996: Laser sensors for continuous control of tilting of buildings

on mining-influenced and seismic areas; construction and field experience. Proc. SPIE, 2868, 500-509.

[3] Szade A., Passia H., Lipowczan A., Bochenek W., 1998: Intrinsically-safe laser-based system for continuous measurement of low-frequency vibration of mine shaft installations. Proc. SPIE, 3411, 275-281.

[4] Szade A., Passia H., Bochenek W., Pytlarz T., 1998: Ciągły, automatyczny pomiar wpływu eksploatacji górniczej na obiekty na powierzchni z zastosowaniem laserowych czujników drgań i wychyleń. IGSMiE PAN, Warsztaty' 98, Ustroń, 121-130.


____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________ 207

[5] Szade A., Passia H., Bochenek W., 1999: Czujnik do ciągłych pomiarów niskoczęstotliwościowych drgań i wychyleń budowli w trzech osiach współrzędnych. IGSMiE PAN, Warsztaty' 99, Jaworze, 193-201.

Continuous monitoring of the effects of the mining operation conducted

directly under a high structure in the area of Wesoła coal mine

Over the period from January to October 1999, a mining operation was conducted in the protection pillar comprising also the heating plant with two chimneys. The project of mining was aimed at minimisation of the effects exerted on the highest structure, i.e. the 100 m-high chimney. To evaluate the success of this operation, it had been decided to conduct continuous monitoring of tilt of the chimney, apart from periodical surveying observations. This monitoring was performed using a laser tilt and vibration sensor provided with computer recording of the measurement data. The measurement data obtained enabled to see all the factors that influence the periodical tilt of the chimney.

adam szade, henryk passia, zbigniew motyka, ciągły...

Documents