Szczegóły artykułu:

Autor(zy):
dr. inż. Agnieszka Maj; dr hab. inż. Kajetan d’Obyrn
Tytuł:

Określenie stanu podporowej tamy przeciwwodnej i jej ruchów na podstawie obserwacji geodezyjnych w komorze Layer w kopalni Wieliczka

Title:

Determination of the condition of the support water dam and its movements on the basis of geodetic observations conducted in the Layer Chamber of the Wieliczka Salt Mine

Streszczenie:
Współoddziaływanie obiektów trudno odkształcalnych z ośrodkiem o własnościach reologicznych jest ważnym problemem w górnictwie, a rozpoznać je można obserwując długotrwałe zachowanie obiektów i otaczającego je górotworu. Przykładem takiego zagadnienia jest współdziałanie tamy podporowej dla ujęcia wycieku w komorze Layer kopalni Wieliczka z górotworem. Zespół komór Layer usytuowany jest przy północnej granicy złoża na VII poziomie kopalni soli Wieliczka (rys. 1, 2). W grudniu 1972 r. ujawniono wyciek W VII-16 i ujęto go w chodniku tamy podporowej (rys. 4). Od chwili stwierdzenia wycieku rozpoczęto systematyczną jego obserwację hydrogeologiczną. Wypływ, początkowo do 20 m3/h, spadł do ok. 8,5 m3/h w 2014 r. Stężenie NaCl w wycieku, średnio wynosi ok. 62-63 g/dm3 i utrzymuje się na stałym poziomie (rys. 3). W okresie między stwierdzeniem wypływu w komorze Layer a zbudowaniem w niej tamy przemieszczenia pionowe powierzchni terenu nad komorą przekraczały -23 mm/rok. Obecnie wynoszą maksymalnie -10 mm/rok (rys. 5). Obniżenia poziomu VII niedaleko chodnika dojściowgo do komory Layer w latach 2001-2013 wyniosły 3,2 mm/rok (rys. 6). Na tamie podporowej założono sieć pomiarową (rys. 7). Wszystkie punkty obniżały się względem reperuj nawiązania pomiarów niwelacyjnych ZN 7-11. Początkowo prędkość obniżania dochodziła do 30 mm/rok, a obecnie wynosi ok. 5 mm/rok w stropie komory i poniżej 1 mm/rok w spągu tamy (rys. 8, 9). Analiza przemieszczeń punktów wykazała, że pionowe deformacje tamy są generalnie ściskaniami, maksymalnie -1,13 ‰/rok (rys. 10-12). Dodatkowo obserwowane jest wybrzuszanie się tamy, maksymalnie 1,1 mm/rok (rys. 13-14). W stropie komory Layer zainstalowano cztery czujniki przemieszczeń (rys. 15), które wskazują na w przybliżeniu stałą prędkość obniżeń stropu, maksymalnie 6,0 mm/rok (rys. 16). Zjawisko współoddziaływania tamy z podłożem ma charakter zanikowy. Nadal jednak będzie postępować jej deformacja wywołana naciskiem skał. Przejawem tego procesu będzie też zwiększanie odkształceń poziomych, szczególnie w środku wysokości tamy. Przeprowadzone badania wykazały, że poprzez proste pomiary geodezyjne rozpoznać można ruch otoczenia tamy wodnej i jej deformacje określające stan tamy podporowej, a także wstępnie ocenić tendencje zmian tego stanu
Abstract:
Interaction between hard deformable objects and rheological properties is an important issue im mining industry. It can be discovered by long-term observations of the behaviour of the objects and the surrounding rock mass. The interaction between the support water dam for catching the leakage in the Layer Chamber of the Wieliczka Salt Mine, and the rock mass can be an example. The complex of chambers Layer is located in the northern boundary of the deposit at level VII of the Wieliczka Salt Mine (fig. 1, 2). On December 1972, the leakage W VII-16 was discovered and caught in the drift of the water dam (fig. 4.). After that, the leakage was subject to systematic hydrological observations. The outflow, originally up to 20 m3/h, fell to the level of ca. 8,5 m3/h in 2014 r. The concentration of NaCl in the leakage averages ca. 62-63 g/dm3 and remains constant (fig. 3.). Between the period of discovering the outflow from the Layer Chamber and placing there a support dam, the vertical displacements of the land surface above the chamber exceeded -23 mm/Lear. Currently, the amount to the maximum of -10 mm/Lear (fig. 5.). Subsidence of level VII near the access gallery to the Layer Chamber in 2001-2013 came up to 3.2 mm/year (fig. 6.). The support dam was equipped with a measurement grid (fig. 7.). Each point was depressing againts the benchmark levelling measurements ZN 7-11. Originally, the lowering speed reached 30 mm/year with a change to 5 mm/year in the chamber roof and below 1 mm/year in the dam floor (fig. 8., 9.). The analysis of benchmark displacements show that vertical dam deformations are, in general, compressions up to the maximum of -1.13 ‰/year (fig. 10-12). Moreover, the dam zois bulging up to the maximum of 1.1 mm/year (fig. 13-14). In the roof of the Layer chamber four displacement sensors were placed (fig. 15.). which indicate approximately constant velocity of the roof subsidence at the maximum of 6.0 mm/year (fig. 16.). The phenomenon of the interaction between the dam and the ground is of atrophic character. However, the deformation of the dam caused by rock pressure will progress. The increase of horizontal strains, prticularly in the dam’s height center, will be the sign of the process as well. This study demonstrated that through simple land surveying, it is possibile to identify the movements in the vicinity of the dam and its deformations which indicate the state of the support dam, as well as initialy evaluate the trends of this state
Słowa kluczowe:
podporowa tama przeciwwodna, kopalnia soli, obserwacje geodezyjne, przemieszczenia reperów, deformacje tamy
Keywords:
support water dam, salt mine, geodetic observations, benchmark displacement, dam deformations