Ocena zagrożenia zapadliskowego wybranych komór KS »Wieliczka« w oparciu o obliczenia numeryczne

Abstract

The Ryncarz criterion is usually applied for estimation of discontinuous surface deformations hazard for underground caverns of Salt Mine Wieliczka. The criterion assumes that the broken zone slowly advances from cavern roof to surface level. This paper confirms that application of three-dimensional (3D) numerical modelling of processes occurring in the salt rock mass may be much better tool for that purpose. It must however utilise properly evaluated mechanical and time-dependant properties of the salt rock mass. The 3D modelling also allows to take under consideration the size and shape of caverns. The Finite Difference code FLAC3D was applied for numerical calculations and shear strength reduction method was selected to estimate discontinues deformations hazard. Two cases were analysed: one cavern Neustadter and a group of caverns consisted of Rainer I Upper, Rainer I Lower and Skoczylas. The application of developed analysis method and factor of safety values allowed to confirm that discontinues deformations hazard for analysed cases is very low.

Do prognozowania stopnia zagrożenia powierzchni terenu zapadliskami wywołanymi zawałem płytko zlokalizowanych komór w Kopalni Soli »Wieliczka« wykorzystuje się kryterium opracowane przez T. Ryncarza. Oparte jest ono na założeniu, że w stropie wyrobiska powstaje strefa zawału, przemieszczająca się w kierunku powierzchni. W artykule wykazano, że znacznie skuteczniejszym narzędziem prognozowania zagrożenia zapadliskowego może być numeryczne, przestrzenne modelowanie procesów zachodzących w otoczeniu komór solnych, z wykorzystaniem wiarygodnych wartości parametrów wytrzymałościowych, deformacyjnych i reologicznych masywu skalnego oraz rzeczywistych wymiarów wyrobisk i ich rozmieszczenia w górotworze, czego nie uwzględnia kryterium Ryncarza. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych programem FLAC3D, z zastosowaniem metody redukcji wytrzymałości na ścinanie dla dwóch wybranych rejonów, typowanych dotychczas jako stwarzające zagrożenie zapadliskowe: pojedynczej komory Neustadter oraz układu komór Rainer I Górny, Rainer I Dolny i Skoczylas. Na podstawie analizy uzyskanych wyników i obliczonych wartości wskaźników stateczności pokazano, że zagrożenie powierzchni deformacjami nieciągłymi w rejonie rozpatrywanych komór jest mało prawdopodobne.