Metoda oceny jakości wklejenia żerdzi kotwiowych w górotworze jako skuteczny sposób kontroli stanu bezpieczeństwa pracy w wyrobiskach korytarzowych

Abstract

A rock bolt which is grouted underground may not be properly inserted with the result of discontinuity of resin layer. Such discontinuity may also occur in working conditions due to typical rock behavior and displacement. It may be very hazardous to mine safety. In this paper a method for non-destructive identification of discontinuity of a resin layer surrounding rock bolt is presented. The method used modal analysis procedures and is based on an impact excitation where a response transducer is positioned at a visible part of a rock bolt. As an installed rock bolt acts as an oscillator, different length of discontinuity of resin layer changes its modal parameters. By proper extraction of these parameters, from which a resonant frequency is seen as most valuable, the intended identification is possible. Also the results of research work concerning influence of explosions on installed rock bolts are presented. The investigated rock bolts were localized in a coal mine roadway near the region of explosions of dynamite charge. The test were performed before and after the explosions. The usage of the method was tested in copper mines as well.

Samodzielna obudowa kotwiowa lub obudowa podporowa wzmacniana kotwiami jest podstawowym elementem zapewniającym bezpieczeństwo pracy w wyrobiskach korytarzowych w podziemiach zakładów górniczych. Zasadniczy element obudowy kotwiowej - żerdź kotwiowa, która jest wklejona do górotworu - może nie być wklejona na całej swej długości. Może być to następstwem ruchu górotworu lub nieprawidłowego wklejenia żerdzi. Stwarza to poważne niebezpieczeństwo dla pracy załogi i może skutkować zawaleniem stropu. W artykule przedstawiono metodę identyfikacji nieciągłości wklejenia żerdzi kotwiowych w górotworze. Metoda realizowana jest z wykorzystaniem eksperymentalnej analizy modalnej, składa się zasadniczo z dwóch części: właściwej identyfikacji parametrów modalnych badanego układu mechanicznego żerdź - klej - górotwór dla różnych warunków brzegowych odpowiadających różnym przypadkom nieciągłości wklejenia i odniesienia otrzymanych wyników do utworzonej bazy danych - wyniki teoretycznej analizy modalnej - otrzymanych dla zwalidowanego modelu elementów skończonych badanego układu mechanicznego i uwzględniającego różne typy skał i różne przypadki nieciągłości wklejenia.