Budryk ma nowy model złoża. To rewolucja w polskim górnictwie
Nie od dziś wiadomo, że jednym z kluczowych aspektów optymalizacji jest obudowa wyrobisk chodnikowych. Jej prawidłowe zaprojektowanie, dobór odpowiedniego rozstawu oraz wzmocnień, jest istotne na każdym etapie procesu eksploatacji.
Inżynierowie z Budryka podczas pracy nad geomechanicznym mdelem złoża.
Nie od dziś wiadomo, że jednym z kluczowych aspektów optymalizacji jest obudowa wyrobisk chodnikowych. Jej prawidłowe zaprojektowanie, dobór odpowiedniego rozstawu oraz wzmocnień, jest istotne na każdym etapie procesu eksploatacji.
Najpierw zjechali do podziemnych wyrobisk kopalni. Zabrali z sobą specjalistyczny sprzęt w tym kamerę endoskopową, penetrometr i skaner laserowy. Zbadali zasięg strefy spękań i rozwarstwień, wytrzymałość skał otaczających wyrobisko oraz kształt wyrobisk górniczych. Następnie korzystając ze specjalistycznego oprogramowania komputerowego Flac3D stworzyli model geomechaniczny złoża. Nikt jeszcze w polskim górnictwie podziemnym nie rozpoznał złoża pod tym względem tak precyzyjnie jak uczynili to pracownicy oddziału Modelowania Numerycznego i Geomechaniki Górniczej ornontowickiej kopalni Budryk (JSW).
Odpowiedni dobór obudowy
Wiadomo, że jednym z kluczowych aspektów optymalizacji jest obudowa wyrobisk chodnikowych. Jej prawidłowe zaprojektowanie, dobór odpowiedniego rozstawu oraz wzmocnień, jest istotne na każdym etapie procesu eksploatacji. Chodniki udostępniające, pełniące funkcję wyrobisk kapitalnych, powinny zostać tak zaprojektowane, aby ich czas użytkowania, czyli zapewniający stan pełnej stateczności i funkcjonalności, był możliwie jak najdłuższy, bez konieczności kosztownych przebudów.
Poza tym chodniki przyścianowe w kopalni są utrzymywane za frontem eksploatacyjnym, w celu ich ponownego wykorzystania przy kolejnych ścianach oraz funkcjach wentylacyjnych. Istotne jest zatem zaprojektowanie odpowiednich wzmocnień obudowy, aby wyrobisko pozostawione za frontem ściany zachowało funkcjonalność również dla kolejnego frontu eksploatacyjnego, bez konieczności przebudowy lub drążenia równoległego. To w opinii ekspertów doskonała recepta na ograniczenie liczby wykonywanych pobierek zarówno przed, jak i za frontem ściany.
- Nieodpowiedni dobór obudowy oraz wzmocnień może skutkować koniecznością przestojów eksploatacji w celu zabezpieczenia wnęk ścianowych, szczególnie w rejonach wpływów zaszłości eksploatacyjnych lub zaburzeń tektonicznych, tam gdzie występują wzmożone naprężenia. Wszystkie te czynniki przyczyniają się do wzrostu kosztów produkcji, a dzięki naszej pracy można je skutecznie obniżyć – wskazuje Łukasz Nita, nadsztygar ds. tąpań, prezentując kamerę endoskopową posadowioną na długim liczącym 20 m kablu. Dzięki niej można zajrzeć do wąskich przestrzeni w tym otworów wiertniczych.
Przewidzieć sytuacje krytyczne
Badania endoskopowe i penetrometryczne są wykonywane w kopalni Budryk na bieżąco podczas drążeń wyrobisk górniczych. Te pierwsze mierzą zasięg spękań i liczbę spękań w górotworze. Drugie służą pozyskaniu informacji o twardości a dokładniej o wytrzymałości skał otaczających dane wyrobisko. Górotwór jest litą skałą, lecz w wyniku drążenia pojawiają się zmiany naprężeń bądź spękania.
– Dzięki zastosowaniu kamery endoskopowej jesteśmy w stanie określić ich zasięg i na tej podstawie dobrać odpowiednią długość kotew lub innych wzmocnień obudowy. Dysponując tak wielką ilością danych z badań wraz z pomiarami geologiczno-mierniczymi, wykonujemy numeryczny model geomechaniczny górotworu. Dochodzi do tego skaning laserowy 3D, który jest swego rodzaju kalibracją modelu numerycznego. Staramy się mierzyć kształt wyrobisk w 3D. Porównując kolejne serie pomiarowe określamy konwergencje wyrobisk, czyli zaciskanie się ich w czasie – opisuje w szczegółach Marcin Wróblewski.
Na podstawie zgromadzonych danych, obejmujących badania litologiczne, wytrzymałościowe penetrometryczne, laboratoryjne, pomiary nieciągłości warstw skalnych, zasięg stref spękań, wielkość rozwarstwień oraz pomiary konwergencji, zespół ekspertów z Budryka opracowuje następnie dokumentację zintegrowaną z mapą cyfrową, na której naniesione zostają punkty pomiarowe (otwory wiertnicze). Jest ona obrazem zgromadzonych danych, przeznaczonym dla kierownictwa kopalni. Już na etapie drążenia wyrobisk, umożliwia identyfikację miejsc o pogorszonych warunkach geologiczno-górniczych. Dzięki temu możliwe jest planowanie skutecznej profilaktyki w wyrobiskach chodnikowych i eksploatacyjnych. Ma to kluczowe znaczenie dla przyszłej eksploatacji ścianowej.
