Uzasadnianie i ocena stabilności parametrów systemu podziemnego dla wydobycia wapienia: studium przypadku złoża Nowa Odesa, Ukraina

Abstract

W wyniku agresji federacji rosyjskiej na Ukrainę infrastruktura wielu osiedli uległa znacznemu zniszczeniu, dlatego w okresie powojennym wapień może stać się niezawodnym i użytecznym surowcem do jej odbudowy. Znaczna liczba złóż wapienia na południowej Ukrainie nadaje się do produkcji kamienia ściennego (blokowego), jednak warunki geotechniczne wielu miejsc wydobywczych wymagają zastosowania metody urabiania podziemnego. Do badania parametrów systemu wydobywczego złoża wapienia Nowa Odessa stosowane są metody analityczne i obliczeniowe oparte na znanych i sprawdzonych hipotezach stabilnych przęseł i filarów oraz weryfikacja poprzez modelowanie numeryczne w oparciu o metodę elementów skończonych w pakiecie oprogramowania SolidWorks. Stwierdzono, że przy zmianie grubości stropu o 50% (z 0,8 na 1,2 m) bezpieczna szerokość komory przy braku naprężeń rozciągających w stropie, w danych warunkach górniczo-geologicznych i górniczo-technicznych działalności wydobywczej wzrasta o 22%. Stwierdzono, że powierzchnia 25,0 m2 odpowiada wymaganemu współczynnikowi bezpieczeństwa kwadratowego słupa nośnego. Modelowanie numeryczne wykazało, że w warunkach złoża Nova Odesa obciążenie filaru nośnego o wymiarach 5 m ×5 m osiągnie 26% jego nośności, a strop komory wydobywczej jest w stanie stabilnym bez powstawanie naprężeń rozciągających. Wyniki badań są przydatne do uzasadnienia i oceny stateczności elementów systemu urabiania komorowo-filarowego wraz z filarami oporowymi w podziemnym wydobyciu wapienia lub innych złóż kopalin.