A KŐZETMECHANIKA-GEOMECHANIKA OKTATÁSA ÉS KUTATÁSA A BÁNYÁSZATI ÉS GEOTECHNIKAI INTÉZETI TANSZÉKEN

A Miskolci Egyetem Közleményei,

A sorozat, Bányászat,

76. kötet (2009),

p.13-15.

A KŐZETMECHANIKA-GEOMECHANIKA O K T A T Á S A ÉS K U T A T Á S A A B Á N Y Á S Z A T I ÉS GEOTECHNIKAI INTÉZETI TANSZÉKEN Dr. Somosvári Zsolt egyetemi tanár Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet bíitszsiwuni-miskolc.hii

A mai tanszék jogelődjét a Bányaműveléstani Tanszéket 1770-ben alapították és a Selmecbányái Akadémia keretében önálló tanszékként működött. 1777-ben a Tanszéket megszüntették, a tárgy oktatását pedig felosztották a kémiai és a matematikai tanszékek között. 1791-től működik ismét mint önálló tanszék. 193254 között Esztó Péter professzor volt a tanszék vezetője, aki főleg a kőzetmechanika és a bányaszellőztetés kérdéseivel foglalkozott, s a róla elnevezett kőzetnyomás elmélet kidolgozásával megkezdte a magyar kőzetmechanikai kutatásokat. A kőzetnyomás elmélet 1939-ben látott napvilágot, majd 1954-ben módosításra, továbbfejlesztésre került. Az elméletnek nemzetközi visszhangja is volt, számos idegen nyelvű alagútépítés könyv hivatkozott az Esztó-féle kőzetnyomás elméletre. 1954-ben Zambó János professzor vette át a tanszék vezetését és 1984-ig vezette a tanszéket, majd az 1984-2005 időszakban Kovács Ferenc professzor vezette a tanszéket. 1993-tól a kari intézetesítéssel a tanszék neve Bányászati és Geotechnikai Tanszék, amely a Geotechnológiai és Térinformatikai Intézet keretében működött (intézetigazgató: Somosvári Zsolt egyetemi tanár). 2005-ben Buócz Zoltán egyetemi docens vette át a tanszék vezetését, 2006-tól Molnár József egyetemi docens a tanszékvezető. A tanszék neve 2008-tól Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék. Esztó Péter után a kőzetmechanika-biztosítószerkezetek tárgykör oktatását, kutatását Sopronban, majd Miskolcon 1979 júniusáig Richter Richárd professzor irányította. 1979 után a geomechanika-kőzetmechanika tárgykörök oktatásának és kutatásának irányítója Somosvári Zsolt.

41

Somosvári

Zsolt

A tanszéken Esztó Péter, Zambó János, Richter Richárd, Salamon Miklós, Budavári Sándor, Németh Alajos, Somosvári Zsolt, Selmeci Jószefné, Asbóth Zoltán, Mészáros Zoltán, Pothorányi László, Köő Tóth Győző, Törő György, Sárközi László, Debreczeni Ákos foglalkoztak hosszabb-rövidebb ideig a tárgykör oktatásával ill. kutatásával. A kőzetmechanika mint új tudományág a II. világháború után kezdett látványosan fejlődni. Szerencséseknek mondhatók azok a kutatók: Esztó, Zambó, Richter, Salamon, Budavári, akik ennek a felvirágzásnak a részesei lehettek. Salamon Miklós és Budavári Sándor néhány hónapot töltöttek a tanszéken, m a j d 1956 után külföldön lettek nagynevű kőzetmechanikusok.

1. Zambó János professzor kőzetmechanikai munkássága A „Feszültségeloszlás a föld alatt" (1954) című doktori értekezésében a föld alatt megjelenő feszültségeloszlást határozza meg az ott létesített térségek geometriai helyzetének és formájának, valamint a kőzetek fizikai-mechanikai jellemzőinek függvényében. Az analízist az elemi terhelések vizsgálatával vezeti be, majd a pont-, vonal- és sávterhelés eseteit mutatja be. A vizsgálat során homogén kőzeteket tételez fel és arra a következtetésre jut, hogy a feszültségek eloszlásában meghatározott és fontos szerepe van a kőzetek fizikai tulajdonságainak, elsősorban a Poisson számnak. Az elemi terhelések vizsgálatának eredményére támaszkodva építi fel a föld alatt végbemenő feszültségeloszlás-analízist, összefüggéseket ad meg az aláfejtett kőzet súly (terhelés) áthárításával kapcsolatos feszültségalakulásairól. Bemutatja a föld alatti üregek, folyosók közvetlen környékén fellépő feszültségállapotot. Ennek alapján magyarázza meg a vágatkörnyéki kőzetek elmozdulásának törvényszerűségeit. Megadja az elméleti összefüggésekből levonható gyakorlati következtetéseket és javaslatokat tesz a további vizsgálatok területére és módszerére. Kutatásai során részletesen vizsgálta a fejtési térségek -lefejtett területekkörüli feszültségállapot, a feszültségterhelés áthárítási kérdéseit, a biztosítások méretezésének problematikáját, a feszültségeloszlás szempontjából optimális fejtéstelepítési megoldásokat, különös tekintettel a többtelepes, illetőleg vastagtelepes előfordulások művelésére. Zambó professzor rövid ideig foglalkozott kőzetmechanikával, de mai szemmel nézve is jelentőset alkotott. A formavisszaállító terhelés elvének felfedezése és alkalmazása különösen egyedi megoldás volt.

42

A közetmechanika-geomechanika

1.

2. 3.

oktatása és kutatása a Bányászati

és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

Publikációi: Feszültségeloszlás a föld alatt. Bányászati Lapok 87(1954) évf. 6-7. szám 281-325 old. (A műszaki tudományok doktora fokozat elnyerése céljából benyújtott értekezés.) Aknák, folyosók körüli feszültségállapot. Bányászati Lapok 88(1955) évf. 7-8. szám 353-370. old. A feszültségeloszlás alapösszefüggése. Bányászati Lapok 89(1956) évf. 1. szám 11-17. old.

2. Richter Richárd professzor munkássága 1952-től aspiránsként kezdett kőzetmechanikával foglalkozni, első kőzetmechanikai tárgyú publikációja 1954-ben jelent meg a Bányászati Lapokban az "Idő szerepe vágathajtásoknál rugalmas feszültségi állapot mellett" címmel. Ezután folyamatosan jelentek meg publikációi hazánkban és külföldön is. Tanulmányaiban kiemelkedőt és maradandót alkotott. Az 1950-es évek végén kialakította majd fejlesztette a kőzetmechanikai laboratóriumot és bevezette a kőzetmechanikai mérések oktatását is. Az egyetemi oktatás mellett elindította és rendszeressé tette a kőzetmechanikabiztosítószerkezetek területén a mérnöktovábbképzést. Széleskörű ipari, intézményi kapcsolatokat alakított ki, minden rendelkezésére álló eszközzel népszerűsítette a kőzetmechanikát. Néhány kutatási eredménye: Az alakváltozási feszültségek elve. Az üregnyitások által előidézett feszültségváltozásokat nevezte el Richter professzor alakváltozási feszültségeknek. A kőzetmechanikai feladatoknak a megoldását ezeknek a segítségével úgy képzelte el és nemcsak elképzelte, hanem a gyakorlatban alkalmazta is hogy az üregnyitások előtti feszültségállapot (primer feszültségállapot) megállapítása után ezekkel az alakváltozási feszültségekkel kell foglalkozni, amelyeket ha valamilyen módon meghatározunk, ezekhez az eredeti feszültségeket előjelhelyesen hozzáadva megkapjuk az üregnyitás után kialakuló feszültségállapotot (szekunder feszültségállapot). Azért nevezte O ezeket a feszültségeket alakváltozási feszültségeknek, mert ezek vannak függvénykapcsolatban a kialakuló alakváltozásokkal, elmozdulásokkal, nem a primér feszültség és nem a szekundér feszültség. Igen sokat foglalkozott a gyakorló bányamérnök számára sorsdöntő kérdésekkel, a biztosítószerkezetek kőzetmechanikai kérdéseivel. O vezette be az 50-es évek végén a 60-as évek elején a kőzet- és biztosítószerkezet együttdolgozásának a fogalmát és azt a kívánalmat, hogy minden ilyen vizsgálatot mint kettős rendszert kezelve kell lefolytatni. Egy tanulmányából (1961) idézve:

43

Somosvári

Zsolt

"A kőzet és a vele érintkező biztosítószerkezet az érintkezési felület mentén kialakuló kényszerek miatt egymást alakváltozásaiban kölcsönösen befolyásolják és az egymásra hatás során olyan eredő alakváltozás alakul ki a kőzetben is és a biztosítószerkezetben is, amely sok körülménynek, de a kezünkben tarthatóak közül különösen az üreg alakjának a biztosítószerkezet reakciónagyságának, irányának és eloszlásának, valamint időbeli jelentkezésének függvénye. A kőzet- és biztosítószerkezet tehát egy kettős rendszer, amelynek elemeiben a kőzetben és a biztosítószerkezetben ébredő feszültségeket csak a kettős rendszer együttes vizsgálatával lehet meghatározni. A rendszer elemeinek deformációi különösképpen érintkezési feltételeiktől függnek, s így a bányászati biztosítószerkezetek igénybevételének meghatározása a mechanika érintkezési feladatai körébe tartozik. A rendszer alakváltozásának vizsgálata során csak akkor lehet eltekinteni valamelyik elemnek a figyelembevételétől, ha az nem teherviselő, vagy ha nem is létezik. Így egyszerűsödik a vizsgálat csak a biztosítószerkezetre úszóhomok esetében, ill. csak a kőzetre, ha a nyitott üreget nem biztosítjuk. Minden más esetben mindkét teherbíró elem együttes vizsgálata szükséges " Ezek az igen világosan megfogalmazott elvek ma is ugyanígy érvényesek. Megfogalmata az igen sokfajta biztosítószerkezet közös mechanikai tulajdonságait. így mutatott rá a biztosítószerkezetek aktivitására, passzivitására, engedékenységére, merevségére. Ezeket a fogalmakat ma is ugyanúgy alkalmazzuk, mint ahogyan Ő azt 1961-ben leírta:

"Az aktivitás a biztosításnak az a tulajdonsága, hogy az képes felállítása után a kőzetfelületre azonnal, legtöbbször szabályozható erőt kifejteni. A szerkezet aktivitása lehetővé teszi, hogy a biztosítás a kőzet alakváltozását azonnal gátolni tudja. Ilyen aktív szerkezetek a hidraulikus és előfeszített súrlódásos tárnok, kőzetcsavarok." 1962-ben megírta „A biztosítószerkezetek kőzetmechanikája" c. tanszéki segédletet. Rájött arra, hogy a biztosítószerkezet a legtökéletesebb, amelyik legjobban tud együttdolgozni a kőzetkörnyezettel. Talán ennek tulajdonítható, hogy a kőzetcsavaros, kőzethorgonyos biztosítással oly sokat foglalkozott, hiszen ez a biztosítószerkezet az, amelyik a kőzetbe építve valóban a legteljesebben képes együttdolgozni a kőzetkörnyezettel. 1962-ben megírta a "Kőzetcsavarozás lehetőségei Magyarországon" című tanszéki kutatási jelentést, ami hazánkban sokáig szinte kézikönyve volt a kőzetcsavarozásnak. Ezen kívül számos publikációja jelent meg ebből a témakörből. Felismerte, hogy a különböző üregnyitások után kialakuló mechanikai állapotot alapvetően meghatározza az üregnyitás előtti úgynevezett primer feszültségállapot, ezért igen sokat és visszatérően is foglalkozott a primer feszültségállapottal. Bevezette a kvázi Poisson-szám fogalmát, amely fogalom a Poisson-számot helyettesíti abban az egyszerű képletben, amely úgy hangzik, hogy z p g / m - l , és

44



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

amely képlet a primer oldalirányú fófeszültséget adja. Az m helyébe k került, amelyet Richter professzor kvázi-Poisson számnak nevezett el. A kvázi Poissonszám bevezetésével Richter professzor rámutatott arra, hogy geológiai erők jelenléténél - amely miatt O bevezette a kvázi Poisson-számot - a Poisson-számnak is és a geológiai erőknek is van köze a kialakuló vízszintes feszültségek kialakulásában. Ezt az értéket amit kvázi Poisson-számnak nevezett csak a természetben végrehajtott "in situ" mérésekkel lehet megállapítani. Következésképpen forszírozta az "in situ" méréseket, mérési módszert is kidolgozott ennek a nevezett számnak a meghatározására. Az 1960-as években sokat foglalkozott Richter professzor a kőzetek tönkremenetelének kérdésével, a kőzetek tönkremeneteli határgörbéinek analitikájával. Másodfokú, parabolikus és hiperbolikus határgörbéket vezetett le a (j-x síkon, amelyekkel a húzóigénybevételek tartományában is kezelhető a szilárdság. 1969-ben megírta „A Mohr-féle határgörbékről" c. tanszéki segédletet. A rugalmassági vizsgálatain túlmenően az 1970-es években képlékenységtani vizsgálatokkal is elkezdett foglalkozni. A "Képlékeny alapjelenségek a kőzetmechanikában" című tanszéki segédletet készített, amelyben lerögzítette az addigi kutatások eredményeit, tovább is lépett a képlékeny alapjelenségekben. Megállapította azt, hogy az addigi kőzetmechanikai képlékeny megoldások a leglényegesebb feltételnek, éppen az egyensúlyi feltételnek nem tesznek eleget. Az 1970-es évek elején a kőzetmechanika reológiai elméletével is foglalkozik. Dr. Asszonyi Csabával mint társszerzővel számos publikációja jelenik meg ebben a témakörben, 1974-ben „Bevezetés a kőzetmechanika reológiai elméletébe" c. könyv. Magyarországon 1970-es években felmerült annak a lehetősége, hogy a mélység felé haladó uránércbányászat esetleg bányarengés-veszélyes lesz. Richter professzor örömmel vállalta azt a feladatot, hogy intenzíven és mélyrehatóan foglalkozzon a bányarengések kérdésével. Igen lényeges eredménye az, hogy az üregek tönkremeneteli lehetőségeit két nagy csoportba osztotta. Megkülönböztette azt a tönkremenetelt amelyik a főtében indul és ezt korlátos tönkremeneteli folyamatnak nevezte, mert a fote felszakadásával egyre kedvezőbb egyensúlyi helyzetbe kerül az üreg és ilyen módon, ha az oldalban nem történik tönkremenetel, akkor az ilyen üreg felszakadás után állékony marad. Lerögzítette, hogy az ilyenfajta tönkremenetel nem hozhat létre bányarengést. Rámutatott arra, hogy bányarengést az üregek oldalában, a kőzetpillérekben elinduló tönkremenetelt folyamat idézi elő, mert az oldalban bekövetkező első tönkremenetel kedvezőtlen üregalakot hoz létre és a tönkremeneteli folyamat tovább folytatódik, egyre kedvezőtlenebb helyzetbe kerül az üreg, ill. pillér. Ennek következményeként jelentkezik a szabályos üreg-pillér rendszerben a bányarengés.

45

Somosvári

Zsolt

Úttörő munkát végzett a kőzethorgonyzás hazai üzemi bevezetése terén, ahol az elvi feltételek tisztázása mellett széleskörű kőzethorgonyfejlesztési tevékenységet kezdeményezett. Kialakította a gumihüvelyes kőzetcsavartipust, továbbá a műgyantás pontrögzítésű kőzethorgonyok hatékonyságának növelésére kidolgozta a kombinált rögzítés módszerét, amelynél a műgyanta ragasztó patronok mellett cementhabarcs ágyazó anyagot alkalmazott. Részt vett az aknamélyítésnél használható, a robbantólyukak csoportos fúrására alkalmas berendezés kialakításában. A szerkezet a mélyítő padozatról a talpra engedhető, majd oda a lyukak kifúrása után visszahúzható. Kedvezőtlen kőzetviszonyok esetére vágathajtó pajzsot dolgozott ki, amellyel négyszögszelvényű vágatok is kihajthatók. A hidraulikus feszítőelemek a főte-talp és oldalak között fejtik ki támasztó hatásukat és a pajzs mozgatására is képesek. Kidolgozta az előfeszítéses üregbiztosító rendszert, amelynek hidraulikusan működtetett elemeivel tetszőleges előfeszítésü nyomás állítható elő az üregek felületén. Felismerte, hogy az üregek környezetében célszerűen telepített fúrt lyukakkal olyan mozgások idézhetők elő, amelyek a biztosító szerkezetre ható terheléseket kedvezően befolyásolják. Foglalkozott továbbá a fúrásos jövesztés és a szénelgázosítás technológiai és technikai problémáinak megoldásával is. Érdeklődés kísérte a külszíni bányászattal kapcsolatos talajvízszint-süllyesztés hatékonyságának ellenőrzésére tett azon javaslatát, hogy a külszín süllyedése mérésének adataiból következtetni lehet a vízszint süllyedés mértékére. Szoros kapcsolatot tartott az üzemeknél dolgozó kollégákkal, akik gyakran keresték fel, hogy segítsen a felmerülő problémák megoldásában. Jelentős volt az a tevékenysége, amelyet a Bányászati Kutató Intézettel a recski mélybánya kőzetmechanikai problémáinak megoldása terén fejtett ki. Kutatási eredményei, ipari tevékenységei olyan hátteret biztosítottak számára, hogy a „kőzetmechanika-biztosításszerkezetek" c. tantárgy tematikáját úgy alakíthatta ki, hogy szinte mindegyik oktatott tématerülettel korábban foglalkozott. Itt bemutatjuk az 1970-es évek közepén Richter professzor által összeállított tematikát: Kőzetmechanika - biztosítószerkezetek c. tárgy programja 01. Bevezetés 011. Altalános áttekintés a kőzetmechanika-biztosító szerkezetek tárgy témaköréről, történetéről, irodalámáról, fejlődéséről, fontosságáról. Szóhasználatok speciális bányászati kifejezések és azok mechanikai megfelelői 02. Rugalmassági analízis 021. A statikai egyensúly feltételei síkbeli, térbeli esetekben ortogonális- és poláris-, illetve hengerkoordináta rendszerben. Egyensúlyvizsgálat az anyagi féltérben. Szabályos gravitációs feszültségmező feszültségkomponensei.

46


022. 023. 024.

03. 031. 032. 033.

034. 04. 041.

042.

05. 051.

053.

053.

054.


és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

Geometriai vizsgálat. Anyagi pontok mozgás- és deformációs komponensei. Összefüggések a mozgás- és deformációs elemek között. Összeférhetőségi feltételek. Fizikai vizsgálat. Feszültségek és alakváltozások lineáris kapcsolata. Altalános Hooke törvény. A szabályos gravitációs mező oldalirányú feszültségei. Rugalmasságtani feladatok megoldása. Feszültségmódszer, mozgásmódszer. Kerületi feltételek. Airy-féle feszültségfüggvény. Síkbeli feladatok megoldása Muszhelisvili komplex potenciálok módszerével. Közelítő megoldások, a véges elemek módszere. Képlékenységtani analízis Kinetikai egyensúly. Az egyensúly feltétele különböző koordinátarendszerekben. Geometriai vizsgálat. Plasztikus deformációk. Alakváltozási sebességek és gyorsulások. Képlékeny térfogatváltozás. A képlékeny folyás feltételei. Tresca, Huber-Mises-Hencky, Coulumb feltételei. A folyás feltétele kőzeteknél. Általánosított folyási feltétel. A folyási határ ábrázolása a - t és főfeszültségi koordinátarendszerben. A folyási küszöb jellemzése. Képlékenységtani feladatok megoldása. Síkbeli folyás. Egyszerűsíthető térbeli folyás. Szélső-érték tételek. Modellanalízis Kőzetmechanikai gondolati modellek. Nem lineáris rugalmas modellek. Reológiai modellek. Rugalmas-képlékeny modellek. Szemcsés halmazok. Gondolati modellek ideális mechanikai tulajdonságai Rugalmas deformálódás, késlelkedő deformálódás, relaxáció, feszültségfüggetlen deformáció, ideális kúszás, viszkózus folyás. Modelltörvények. Anyagvizsgálat Mintatestek viselkedése terhelés hatására Reprezentáló mintatestek. Mintatestek méretei, kialakításuk, kezelésük. Mintatestek terhelései (súlyterhelések, állandó feszültségsebességű-, állandó deformáció-sebességű terhelések, tartós terhelések). Rugalmas határ, arányossági határ, rideg szilárdság. Nyomóvizsgálatok, húzóvizsgálatok, nyíróvizsgálatok. Triaxiális kísérletek. Dinamikus igénybevételek. Mintatestek feszültségi állapota. Homogén feszültségeloszlás. Rugalmas feszültségeloszlás. Véglaphatások. Kerületi feltételek és kényszerhatások. A feszültségi állapot ábrázolása. A deformáltsági állapot ábrázolása. Határfeszültségek, határállapotok. Mohr-féle határállapot-elmélet. Lineáris-, parabolikus- és hiperbolikus határgörbék. Határállapoti paraméterek (kohézió, belső súrlódási szög, Brinke-szám, redukált Brinke-szám). Határállapotok jellemzése tenzorokkal. Gömbtenzor-független, gömbtenzor-függő határállapotok. Képlékeny jelenségek Folyási jelenségek mintatestek terheléseinél. Folyási küszöb. Áttérés a nyírási küszöbről az egytengelyű nyomás folyási küszöbére. Tönkremeneteli jelenségek általánosítása. A tönkremeneteli határgörbék általános alakja.

47

Somosvári

055.

056.

06. 061.

07. 071.

072.

073.

074.

075. 076. 077.

078.

079.

48

Zsolt

Terhelési kísérletek értékelése. Rugalmas-, reológiai- és plasztikus jellemzők, valamint szilárdságok meghatározása. Inhomogenitások, anizotrópia figyelembe vétele. Modellek kiválasztása a kísérletek értékeléséből. Az anyagvizsgálat berendezései és műszerei Terhelős-berendezések. Terhelések és deformációk szabályozása, és tartósítása. Deformációmérő műszerek. Tönkremenetel észlelő műszerek. Kiegészítő felszerelések. Különleges észlelő berendezések. Primér feszültségi állapot A primér állapot jellemzői Szabályos gravitációs feszültségmező. Geológiai hatások figyelembevétele. A geológiai alakzatokból, történetből és a tönkremenetelből folyó következtetések. Domborzati hatások. A rétegzettség (szabályos anizotrópia) figyelembevétele. Mélységi zónák, primér és szekunder határmélységek. Látens plasztikus állapot. Szekunder feszültségi állapot Üregnvitások mechanikája. A jelenség leírása, általános mechanikai jellemzése. Alakváltozási feszültségek elmélete. Kerületi feltételek. Egyszerűsítési lehetőségek. Közelítő elvi megoldások. Függőleges körszerlvényű nyitás (akna). A tengely szimmetria és a síkbeli alakváltozás figyelembevétele. Szekunder feszültségmező. A nyitás miatti feszültségmódosulás jellemzése. Vájvéghatás. (A tárgyalás elemi mechanikai analízissel.) Szintes körszimmetrikus nyitás (vágat). Feszültségmező meghatározás a szuperpozíció elvének felhasználásával, monoton és gravitációs primér feszültségeloszlásnál, körszimmetria esetén. Feszültségintegrálok tételei síkban. Áthárított feszültségek. Feszültségcsökkenés az üreg fölötti kőzetoszlopban. Nyírófeszültségeloszlás. Szintes körszelvényű nyitás általános primér mezőben. Feszültségmezömeghatározás komponensmezőkre való bontással, feszültségfiiggvénnyel. Feszültségáthárítás. Húzófeszültségi zónák. A feszültségmódosulás értékelése. Lejtős körszelvényű nyitás általános primér mezőben (lejtaknák). Feszültségmező meghatározás kettős feszültségfiiggvénnyel. Tengelyirányú hatások részletezése. Ellipszis-szelvényű nyitás. A szélesség-magasság arány hatása. Az alaki tényezőből levonható általános tendenciák. Legkedvezőbb szelvényalakok. Szögletes szelvényű nyitások. Feszültségmező meghatározás Muszhelisvili módszerrel. A szélesség-magasság arány, s a szelvénypozíció függvényében jelentkező tendenciák. Feszültség izobárok, főfeszültségi trajektoriák. Mozgások és deformálódás nyitások környezetében. A mozgásmező meghatározása a feszültségmezőből. Jellegzetes mozgások számítása. Szelvények deformálódása. Számítások pontossága, ellenőrzése. Mozgás és deformációmérések. A mérési eredmények értékelése; következtetése. Üregnvitások feszültségmódosulásának általánosítása. Különböző szelvényű és különböző térbeli helyzetű üregek körüli feszültségállapot reológiai modell-


08. 081. 082.

083.

084.

085.

086.

09. 091.

092.


és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

környezetben. Időfüggvényes feszültség- és mozgásmezők. Képlékeny zónák feszültségeloszlása üregek környezetében. Tercier feszültségi állapot (Biztosító szerkezet) Korai közetnvomás elméletek. Heim, Kommerei, Protodjakonov, Grigercsik, Engesser, Esztó, Terzaghi elméletek és kritikájuk. Biztosító szerkezetek mechanikai hatása. Közetnyomás-szerkezeti reakció. Feszültségeloszlás egyenletesen megoszló szerkezeti reakcióknál (belső folyadéknyomás). Injektálási hatások. Deformációs kényszerek, érintkezési problémák. Kőzetkömyezet-biztosítószerkezetek együttdolgozása. Biztosítószerkezetek jellemző mechanikai tulajdonságai: aktivitás-passzivitás, merevség-engedékenység, csuklósság, lokalitás, felületi megoszlás, zárt- és nyitott szerkezetek. Zárt biztosítószerkezetek, mint mozgáskorlátok Rugalmas falazati gyűrűs és kőzetkömyezet: együttdolgozás, feszültségeloszlás, deformációk, teherviselési arányok, teherviselési arányok szabályozási lehetőségei. Rugalmas változó vastagságú falazati gyürü a kőzetkömyezet együttdolgozása és az együttdolgozás szabályozása. Különböző mechanikai tulajdonságú gyürűalakú zónák együttdolgozása, az együttdolgozás befolyásolásának lehetőségei. Engedékeny, zárt biztosító keretek (TH gyűrűk) mechanikai viselkedése. Terhelés-szabályozás, kőzetreakciók. Csuklós folyamatos biztosító láncok mechanikai elemzése. Terhelés szabályozás, kőzetreakciók. Nyitott biztosítószerkezetek, mint mozgáskorlátok Lineáris támaszelemek (tárnok). Mechanikai viselkedésük, hatásuk a kőzetkömyezetre (feszültségmódosítás, mozgáskorlátozás). Látszólagos és valódi konvergencia. Támbehatolás jelensége és mechanikai feltételezés. Elméleti támkarakterisztikák, próbapadi támkarakterisztikák. A karakterisztikák és a terhelési mód kapcsolata. Támcsoportok viselkedésének jellemzői próbapadon. Támcsoportok viselkedése fejtésekben. Nyitott keretek mechanikai jellemzői, deformálódás, alakmódosulás, a kőzetkömyezetre kifejtett hatásuk. Biztosítószerkezetek plasztikus kőzetkömvezetben Biztosítószerkezetek terhelése statikus egyensúly esetén. Engedékeny szerkezetek terhelése és méretváltozása kinetikai egyensúlyban. B. Schwartz vizsgálati módszere. Duzzadásszámítás. Üregek élettartama. Biztosítószerkezetek élettartam tervezése. Üregek tönkremeneteli jelenségei Omlási jelenségek. Korlátos- és korlátlan tönkremeneteli folyamatok. Üregek egymásrahatása. Bányarengések mechanikai okai. Üregek összenövése. Egyensúlyvizsgálat Közvetlen egyensúlyozás kőzetben Feszültségintegrálok. Általánosítás tetszőleges nyitott felületeken. Feszültségi integrálok üregekben áthaladó felületekben. Reális és imaginázius kőzetoszlopsúly. Az áthárítás szabályai. Gyakorlati következtetések geológiai alakzatok, sürüsödöttés ritkított zónák feszültségmódosulására. Közvetlen egyensúlyozás kőzet-biztosítás rendszerben

49

Somosvári

Zsolt

Módosult közetoszlop súlyok. Feszültségi integrálok biztosított üregek esetében. A biztosítás mechanikai tulajdonságainak szerepe. 093. Közvetett egyensúlyozás A feszültség transzportáció elve, feltételei, és követelményei. Közvetett egyensúlyozás szelvénymódosítással. Közvetett egyensúlyozás sürííségmódosítással. Gyakorlati kivitelezési lehetőségek (rések, furatok, felületi anyagkivitel, túlfeszített anyagi gyűrűk.) Feszültségtranszportáció szerkezetekkel. Kőzetcsavarok (kiviteli típusok, mechanikai hatásuk, csavarkísérletek laboratóriumban, üzemi kísérletek és ellenőrzések. Csavarkísérletek értékelése, kőzetcsavarozás tervezése). Komplex egyensúlyozás. 10. Fejtések kőzetmechanikája Pont-, vonal- és sávterhelések által létrehozott feszültség- és mozgásmezők. Fejtési biztosítások és mechanikai hatásuk. Lépegető szerkezetek és a velük szemben támasztott követelmények. Fejtések környezetében kialakuló feszültségi- és mozgásmezők. A lefejtett területek reakciói, mérési lehetőségeik. A fejtési homlok jelenségei és szabályozási lehetőségei. A nyitott pászta jelenségei és ideiglenes biztosítása. A homloksebesség hatása. A nyitott pászták reakcióigényei. Fejtési kereszteződések biztosítása. Lefejtett területen visszahagyott vágatok jelenségei és biztosításuk. 11. Kőzetmechanikai mérések Az in situ mérések jellege és jelentősége. Kőzettömbök, pillérek, rétegösszletének mechanikai tulajdonságainak megállapodása (geofizikai mérési eredmények, magminták, különleges kísérletek). Fúrólyuk deformációk mérések és értékelése. Túlnyomással létrehozott deformációk mérése és értékelése. Deformáció-mérések szabaddá tett kőzettömbökön. Deformációmérések biztosítószerkezeteken és értékelésük. Vágatdeformációs mérések és feldolgozásuk. Konverengenciamérések és feldolgozásuk fejtésekben. 12. Kőzetmechanikai tény modellek Kőzetmechanikai jelenségek modellezhetősége. Modelltörvények, méretanalízis. Feszültségoptikai modellezés. Ekvivalens modellek. Reológiai modellek. Modellkísérlett eredmények transzportálhatósága. A bemutatott program ma is megállná a helyét, ha az 1970-es évek bányászati háttere még meg lenne, de sajnos nincs meg. Publikációi (Richter professzor összeállítása) 1. 2. 3.

50

Statika. Bp. 1953. Felsőokt. Jegyzeteli. 246 p. (Egyetemi jegyzet.) A bányászati kőzetmechanika elméleti és gyakorlati kérdései. Bp. 1960. Felsőokt. Jegyzeteli. 55 p. (Egyetemi jegyzet.) A fótecsavarozás kőzetmechanikája. = Bányászati Kongresszus. Bp. 1960. 1. köt. 28. sz. 1-15. p.


4.

5.

6.

7.

8. 9. 10. 11.

12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.


és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

Vorschlag zur Messung des Gebirgsdruckes "in situ" Bericht über das 1. Ländertreffen des internationalen Büros für Gebirgsmechanik. Berlin, 1961. Akademie Verl. 112-113. p. Die Bedeutung von elastizitätstheoretischen Untersuchungen für die Gebirgsmechanik. 2. Ländertreffen des Internationalen Büros Leipzig 1960. Bericht über das 2. Ländertreffen des I. B. G. Akad. Verl. Berlin, 1962. 137-141. p. Die Deformation von Kreisprofilen. Breicht über das 3. Treffen der Arbeitsgruppe "Gerätetechnik für Untertagenmessungen" des I. B. G. (Glówny Insztytut Gómicztwa, Katowice 1962.) 19-39. p. Fragen spannungsoptischer Untersuchungen in der Gebirgsmechanik. 3. Ländertreffen des Internationalen Büros Leipzig, 1961. Bericht über das 3. Ländertreffen des I. B. G. Akad. Verl. Berlin, 1962. 137-141. p. A kőzetcsavarozás elméleti és laboratóriumi vizsgálata. = NME 8. Tudományos Ülésszak. 1962. Hl-20. p. Kőzetmechanika. = Bányászati kézikönyv. 3. köt. Bp. 1962. 458-509. p. Über das Gleichgewicht unterirdischer Höhungen. = Conference in Soil Mechanics. Bp. 1963. 486-489. p. Über die elastizitäts- und plastizitäts-theoretischen Untersuchungen der Gebirgsmechanik. Bericht über das 4. Ländertreffen des 1. B. G. Berlin, 1963. Akad Verl. 53-62. p. Hozzászólás Járay Jenő: Mikrotektonika és kőzetmozgás közötti összefüggés című előadásához. Bányászati Lapok. 87. évf. 1954. 10. sz. 514-515. p. Az idő szerepe vágathajtásoknál, rugalmas feszültségi állapot mellett. = Bányászati Lapok. 87. évf. 1954. 12. sz. 617-627. p. Nyújtott poligonok kiegyenlítése = Bányászati Lapok 87. évf. 1954. 6-7 sz. 3500358. PRugalmasságiam vizsgálatok a kőzetmechanikában. I. r. = Bányászati Lapok. 88. évf. 1955. 6. sz. 228-302. p. Rugalmasságiam vizsgálatok a kőzetmechanikában. II. r. = Bányászati Lapok. 88. évf. 1955. 7-8. sz. 407-421. p. Az alakváltozási feszültségek elvének általános igazolása. = Bányászati Lapok. 89. évf. 1956. l.sz. 17-18. p. Húzófeszültségi zónák vizsgálata rugalmas állapotú körszelvények környezetében. Bányászati Lapok. 12.(90). évf. 1957. 6. sz. 294-297. p. Vágatbiztosítások terhelésmeghatározásának elméleti alapjai. = Bányászati Lapok. 12.(90.) évf. 1957.2. sz. 84-94. p. Biztosítás nélküli körszelvényű vágatok határmélységei. Bányászati Lapok. 14.(92.) évf. 1959. 7. sz. 443-445. p. Grenztiefen ausbauloser Strecken mit kreisförmigem Querschnitt. = Bányamémöki és Földmérőmémöki Karok Közleményei 20. 1959. 15-20. p. Iszpütania krepezsnüh konsztrukcij na uprugoszti. Bányászati Kutató Intézet Idegennyelvű Közleményei. 1959-60. 3-4. sz. 89-98. p. Measurements off rock-pressure "in situ" in elastic rocks. Bányamérnöki és Földmérőmémöki Karok Közleményei. 21. köt. 1960. 25-27. p.

51

Somosvári

Zsolt

24. Megjegyzések Ing. Juraj Sütti: Az irányvágatok kitűzési szögének meghatározása című cikkéhez. = Bányászati Lapok. 93. évf. 1960. 3. sz. 157-158. p. 25. Untersuchung fester Schachtausmauerung in elastischer Gesteinsumgebung. A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleménye. 21. t köt. 1960. 12-24. p. 26. Wechselwirkung zwischen Gebirge im elastischen Zustande und dem Ausbau. Bergakademie. 12. évf. 1960. 7. sz. 366-370. p. 27. Bányászati biztosítószerkezetek méretezésének kérdései. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Közleményei. 7. köt. 1961. 9-18. p. 28. A biztonsági pillérekről. I. r. Társszerző: Németh Alajos. = Bányászati Lapok. 94. évf. 1961.4. sz. 217-228. p. 29. A biztonsági pillérekről. II. r. Társszerző: Németh Alajos. = Bányászati Lapok. 94. évf. 1961. 5. sz. 294-300. p. 30. Biztosítószerkezetek kőzetmechanikája. = Műszaki Elet Tatabányán. 3. évf. 1961. 12. sz. 1-52. p. 31. Rugalmasságtani vizsgálatok jelentősége a kőzetmechanikában. = Bányászati Lapok. 94. évf. 1961.11. sz. 751-754.p. 32. A törési határgörbe analitikájáról. Bányászati Lapok. 95. évf. 1962. 6. sz. 3733379-p. 33. Über die Grenzwinkel. A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleményei. 22. köt. 1962. 13-31. p. 34. A bányászat okozta talajsüllyedések méréséről. = Bányászati Lapok. 96. évf. 1963. 9. sz. 595-596. p. 35. A fejtési sebesség növelésének kőzetmechanikai problémái. = Bányászati Lapok. 96. évf. 1963.11. sz. 858-861. p. 36. A határszögek megállapításáról. = Bányászati Kutató Intézet Közleményei. 8. évf. 1963. l.sz. 4. p. 37. Körszelvények deformációi. - Műszaki Élet Tatabányán. 1963. 2. sz. 1-40. p. 38. Über "in-situ" - Messungen der Gebirgsmechanik in kreisförmigen Hohlraumen.= = Bergakademie. 15. évf. 1963. 5. sz. 334-343. p. 39. Zur Plannung von Sicherheitspfeilem. = Freiberger Forschungshefte. A. 275. 1963. 77-85. p. 40. About rockbolting. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvű Közleményei. 23. köt. 1964. 37-53. p. 41. Analytik der Bruch-Hüllkurve. = Bergakademie. 16. évf. 1964.4-5. sz. 272-277. p. 42. A contribution to the theoretical question of the ground subsidence. = A Nehézipari Műszaki Egyetem Idegennyelvü Közleményei. 23. köt. 1964. 33-36. p. 43. Grundlegende Betrachtungen zum Ankerausbau. = Bergbauwissenschaf-ten. II. évf. 1964. 17-18. sz. 393-402. p. 44. Theoretische und praktische Fragen des Ankerausbaus. Freiberger Forschungshefte. A 325. 1964.35-62. p. 45. Über die Bestimmung des in-situ-Charakters des Gebirges. Felsmechanik und Ingenieurgeologie. = Rock Mechanics and Engineering Geology. I. évf. 1964. 3. sz. 178-182. p.

52


oktatása és kutatása a Bányászati és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

Kandidátusi fokozat megszerzése óta végzett tudományos munkásságának jegyzéke (Richter professzor összeállítása) A) Könyvek, könyvrészletek, jegyzetek [1] Biztosítószerkezetek kőzetmechanikája NME Miskolc 1962. 52.old. (Tanszéki segédlet) (62-26,38,46) [2] Bányászati Kézikönyv III. kötet. 3. fejezet Kőzetmechanika p. 458-509. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1962. [3] Mohr-féle határgörbékről. NME Miskolc, 1966. 53. oldal (Tanszéki segédlet) (66258.) [4] Képlékeny alapjelenségek a kőzetmechanikában. NME Miskolc 76. oldal (Tanszéki segédlet) (68-623) [5] A Mecseki Szénbányák küzdelme a váratlan szén- és gázkitörések ellen. 6. fejezet, p. 121-139. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1973. [6] Bevezetés a kőzetmechanika reológiai elméletébe. NIMTK, 1975. 284. oldal (Társszerzővel) B) Szakcikkek [7] Az alakváltozási feszültségek elvének általános igazolása. Bányászati Lapok 1956. No.l.p. 17-18. [8] Vágatbiztosítások terhelésmeghatározásának elméleti alapjai. Bányászati Lapok 1957. No.2. p. 84-94. [9] Richtlinien der bergbau-gebirgsmechanischen Forschung in Ungarn. Publications universitaires, Tome XIX. Miskolc p. 175-178. [10] Grenztiefen ausbauloser Strecken mit kreisförmigem Ouerschnitt. Publications universitaires, Tome XX. Miskolc p. 15-20. [11] Biztosítás nélküli körszelvényű vágatok határmélységei. Bányászati Lapok 1959. No.7. p. 443-445. [12] Húzófeszültségi zónák vizsgálata rugalmas állapotú körszelvények környezetében. Bányászati Lapok 1957. No.6. p. 294-297. [13] Measurement of rock-pressure "in situ" in elastic rocks. Publications universitäres, Tome XXI. Miskolc p. 25-27. [14] Untersuchung fester Schachtausmauerung in elastischer Gesteinsumgebung. Publications universitaires, Tome XXI. Miskolc p. 19-24. [15] Wechselwirkung zwischen dem Gebirge im elastichen Zustand und dem Ausbau. Bergakademie No. 7. 1960. p. 366-370. [16] A fötecsavarozás kőzetmechanikája. Bányászati Kongresszus, Bp. 1960. 28. közlemény [17] Megjegyzések az irányvágatok kitűzési szögének meghatározásához. Bányászati Lapok 1960. No.3. p.157-158. [18] A biztonsági pillérekről I. Bányászati Lapok 1961. No. 4-5. p. 217-229. [19] Iszpütanija krepezsnüh konsztrukcij na uprogoszty. BKI Idegennyelvű Közleményei, 1960. p.89-98.

53

Somosvári

Zsolt

[20] Rugalmasságtani vizsgálatok jelentősége a kőzetmechanikában. Bányászati Lapok 1961. No. ll.p. 751-754. [21] Bányászati biztosítószerkezetek méretezésének kérdései. Publications universitäres, Tome 1961. p. 9-19. [22] Biztosítószerkezetek kőzetmechanikája. Műszaki Élet Tatabányán 1961. No. 3-4. p. 1-54. [23] Über die Grenzwinkel. Publications universitäres, Tome XXII. p. 13-21. [24] Vorschlag zur Messung des Gebirgsdruckes „in situ" Bericht über das 1. Landerteeffen des Internationalen Büros für Gebirgsmechanik Akademie Verlag, Berlin, 1961. p. 112-113. [25] A törési határgörbe analitikája. Bányászati Lapok 1962 No. 6.p. 373-379. [26] Analitik der Bruch-Hüllkurve Bergakademie 1964. No. 4-5. p. 272-277. [27] Helyzetkép a kőzetmechanikai kutatásokról. MTA Bányászati Bizottsága. Bányaművelési és Kőzetmechanikai Albizottság p.1-17. [28] Die Bedeutung von elastizitatstheoretischen Untersuchungen für die Gebirgsmechanik. Bericht über das 2. Landertreffen des IBG Akademie-Verlag, Berlin 1961. p. 18-24. [29] Über "in situ" Messungen der Gebirgsmechanik in kreisförmigen Hohlräumen. Bergakademie 1963. No.5. p. 334-343. [30] Körszelvények deformációi. Műszaki Elet Tatabányán 1963. No.2. p.1-40. [31 ] Fragen spannungsoptischer Untersuchungen in der Gebirgmechanik Bericht über das 3. Landertreffen des IBG, Akademie-Verlag, Berlin 1962. p. 137-141. [32] A kzetcsavarozás elméleti és laboratóriumi vizsgálata. VIII. Tudományos ülésszak, Miskolc, 1962. p. 137-141. [33] Zur Planung von Sichercheitspfeilem. Freiberger Forschungshefte. 1963. A 275. p.77-86. [34] Über die elastizitats und p lastizitatstheoretischen Untersuchungen der Gebirgsmechanik. Bericht über das 4. Landertreffen des IBG. Akademie-Verlag, Berlin, 1963. p. 53-63. [35] About rockbolting. Publications universitäres, Tome XXIII. p. 37-53. [36] A bányászat okozta talajsüllyedések méréséről. Bányászati Lapok 1963. No.9. p. 595-596. [37] A fejtési sebesség növelésének kőzetmechanikai problémái. Bányászati Lapok 1963. No. l l . p . 858-861. [38] Megjegyzések dr. Boldizsár Tibor: "Plasztikus testek mechanikájának alkalmazása néhány bányászati feladat megoldására" című tanulmányához. Bányászati Lapok 1963. 3. számp. 181-183. [39] A határszögek megállapításáról. BKI Közleményei. Budapest 1963. No.l. p. 133137. [40] Theoretische und praktische Fragen des Ankerausbaus. Freiberger Forshcungshefte A 325. p. 35-62. [41] Kőzetcsavarok tervezéséről és alkalmazásáról. Műszaki Élet Tatabányán 1963. No.3.

54


oktatása

és kutatása a Bányászati és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

[42] Grundlegende Betrachtungen zum Ankerausbau. Bergbauwissenschaften 1964. No. 17-18.p. 393-402. [43] A contribution to the theoretical question of the ground subsidence. Publications universitaires, Tome XXIII. p. 33-36. [44] Über das Gleichgewicht unterirdischer Hohlräume. Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Eng. 1963. Budapest p. 487-498. [45] Die aus der Zusammenwirkung des Gesteins und des Ausbaus stammenden Folgerungen. Prace Komisji Nauk Technichkych. Polska Akadémia Nauk-Krakow 1966. p. 157-167. [46] Über die Bestimmung des in situ Charakters des Gebirges. Felsmechanik und Ingenieurgeologie. Springer Wien 1964. p. 178-181. [47] Über die „in situ" Bestimmung der Gesteinscharakter. Prace Komisji Nauk Techniczkych Polska Akadémia Nauk 1966. p. 169-174. [48] Kőzetkarakterek in situ meghatározásáról. Műszaki Elet Tatabányán 1966. 1. szám p. 1-11. [49] Kőzetcsavarerő-mérések Oroszlányban. Bányászati Lapok 1965. No. 11. p. 734-737. [50] Über die Messung von Bohrlochdeformationen. Publications universitaires Tome XXV p. 25-29. [51] Zabezpečovania dulnich prostor svomikovu vyztuzi. Rudy 1964. No. 7-8. p. 273275. [52] Kapcsoló mérések meredek bányatérségekben (Társszerzővel) Bányászati Lapok 1965. No.4. p. 238-240. [53] General solution for the determination of the adjusting straight Line. (Társszerzővel) Acta Technica Hung. Tom 52. (1965)p. 93-100. [54] Fejtések konvergenciáiról. Műszaki Elet Tatabányán. 1966. No.3. p.1-31. [55] Indirect Balancing of Mining Roadways. Int. Conf. a Lisbonne p. 375-378. [56] Über die mittelbare Gleichgewichtswahrung von Hohlräumen. Publications universitaires Tome, XXVIII. 1969. p. 55-60. [57] Zubruchgehenprozesse in Hohlräumen. Bericht über das 7. Landertreffen des IBG, Akademie-Verlag, Berlin 1966. p.268-270. [58] A kőzetek folyási feltételeiről Bányászati Lapok 1967. No. 9. p. 589-590. [59] A képlékeny határmélységekről. BKL Bányászat No.2. 1968. p.13-17. [60] La destruction des cavités á section circulaire et elliptique. Publications universitaires, Tome XXVI. p. 49-55. [61] Probleme und Richtlinien des modemen Ausbaus für Grubenbaue bei ungüngstigem Nebengebirge. (Társszerzővel) V. Int. Congr. Miniére Moscou 1967. F.l. [62] Über die allgemeinen Theodolitmessungen (Társszerzővel) Bergbauwissen-schaften 1967. No.8. p. 295-299. [63] Az általános teodolitmérés. (Társszerzővel) Tatabányai Szénbányák MűszakiKözgazdasági Közleményei 1970. No.3. p.89-95. [64] Über die Bedingungen des plastischen Fliessens von Gesteinen. Bergbauwissenschaften 1968. No.4. p. 134-136. [65] Über den Spannungszustand im univerritzten Gebirge. Publications universitaires, Tome XXXI. 1970. p.25-37.

55

Somosvári

Zsolt

[66] Critical remarcs on the elastic-plastic stress distribution around shafts. Int. Conf. de la mécanique des sols, Budapest 1968. p. 171-179. [67] Über die mehanische Betrachtung der Gebirgsbewegungen. Bericht über das 11. Landertreffen des IBG Akademie-Verlag, Berlin. 1971. p. 60-68. [68] Rheologische Untersuchung von mechanischen Feldern in der Umgebung der Strecken. (Társszerzővel) Bergbauwissenschaften 1969. No.9. p. 326-333. [69] Gesteinscharakterermittlung durch Modellnanalyse. (Társszerzővel). Int. Cong. (3) de la mécanique des sols, Budapest 1968. [70] A Mohr-féle határgörbék hiperbolikus közelítéséről. Tatabányai Szénbányák Műszaki Közgazdasági Közleményei 1970. p. 69-70. [71] Tönkremeneteli határgörbék meghatározása triaxiális kísérleti eredményekből. BKI Közleményei, Budapest 1971 .XV.p. 12-31. No. 1. [72] Grenzzustande in der Mechanik. Proc. 4th Conf. on Soil Mechanics, Budapest. 1971. p. 283-289. [73] Möglichkeiten zur Verbesserung der Standsicherheit von Strecken. Bergakademie Heft 6. 1970. p. 341-344. [74] Interpretation of the shear strenght of rocks. BKI Idegennyelvü Közleményei 1972. p. 39-43. [75] A nyírási szilárdság értelmezése kőzeteknél. BKI Közleményei 1971. No.2.p. 45-51. [76] A fúrásos jövesztésről. Tatabányai Szénbányák Műszaki-Közgazdasági Közleményei 1971. p. 172-176. [77] Sur ľétat-limite de l'écoulement plastique. BKI Idegennyelvü Közleményei 1972. p.45-51. [78] Kőzetek mechanikai jellemzőinek laboratóriumi meghatározása. (Társszerzőkkel) Tatabányai Szénbányák Műszaki-Közgazdasági Közleményei 1972. p.16-23. [79] Über die Bestimmung der Theologischen Eigenschaften von Gesteinen. Fifth International Strata Control Conference, London 1972. [80] A földkéreg primer feszültségeiről. 3. Anyag- és Energiaáramlási Ankét. MTA X. Oszt. Közi. 6/1-4 1973. [81] On the primary rock sresses of the earth's crust. First Hungarian Contribution to the Work of International Comission on Geodinamics. Budapest 1973.p. 324-331. [82] Gondolatok fagyasztás védelmében mélyítendő akna biztosításának és kőzetkömyezetének feszültség- és mozgásanalíziséhez. Tatabányai Szénbányák Műszaki-Közgazdasági Közleményei 1973. 3-4. szám p. 149-155. [83] A visontai Thores külfejtés elővíztelenítéséből eredő felszíni mozgások hatása a környező főleg Visonta községek felépítményeire. (Társszerzővel). BKL Bányászat 1974. (4) p. 226-227. [84] Kőzetállandók laboratóriumi meghatározása relaxációs vizsgálattal. (Társszerzőkkel). Tatabányai Szénbányák Műszaki-Közgazdasági Közleményei 1974. 4. szám [85] Aktiver Ausbau beim Metro-Bau, Metróépítési-Konferencia 1975. BudapestBalatonfüred p. 443-450. [86] Kőzetek képlékenységi állapota és tönkremenetelei. Kőzetek képlékenységi határfeltételei. BKL-Bányászat 1975. Megjelenés alatt (Társszerzővel)

56



és Geotechnikai Intézeti

Tanszéken

[87] Kőzetek képlékenységi állapota és tönkremenetele II. Képlékeny állapotú kőzetek anyagegyenlete. BKL-Bányászat 1976. Megjelenés alatt. C) Kutatási jelentések Megbízó Megbízás tárgya Rektori engedély száma Bányászati Kutató Intézet [88] 4642 R/283/P-1960 Kőzetés biztosítószerkezetek együttdolgozá-sának eredménye. Bányászati Kutató Intézet [89] 10587 R/592/P-1960 Kőzetmechanikai és jöveszthetőségi vizsgálatok Gyöngyösvisontán Komlói Szénbányászati Tröszt [90] 2811 R/IV-6-1/1962. Zobáki bányaüzem feltáró vágatainak biztosítása Borsodi Szénbányászati Tröszt [91] 4528 R/IV-9-1/1962. Kőzetcsavarozás lehetőségei Magyarországon Nógrádi Szénbányászali Tröszt [92] 230 R/IV-1-1/1963. Vágatbiztosítási vizsgálatok Borsodi Szénbányászati Tröszt Széntelepekben és kísérőkőzeteiben a [93] 5513 R/IV-6-1/1963. legmegfelelőbb kőzetcsavar kialakítása Bányászati Kutató Intézet Bányarengéssel kapcsolatos [94] 5514 R/IV-7-1/1963. megfigyelések, pillérek méretezése (Gyöngyösoroszi) Oroszlányi Szén bányászati Tröszt Kőzetcsavarok vizsgálata és [95] 7201 R/IV-8-1-1/1963. ellenőrzése Bányászati Kutató Intézet [96] 4574 R/IV-3-1/1964. Hungária támok Országos Földtani Kutató és Fúró V. [97] K-12/IV-8/1965. Balinka II. aknatengelyi fúrás kőzetmechanikai vizsgálata Borsodi Szénbányák [98] K-17/IV-1-1/1966. Kőzetcsavartípusok összehasonlító vizsgálata Országos Bányagépgyártó Vállalat [99] K-47-IV-4/1967. HKSS II/A tám elméleti vizsgálata Bányászati Kutató Intézet [100] K-48-IV-5/1967. Vágatok biztosítása kőzetcsavarozással bauxitbányák kőzetviszonyai Országos Földtani Kutató és Fúró V. [101] K109-IV-10/1967.

57

Somosvári

[102]

Szm.22-IV-4/1969.

Szm 141-IV-/1970.

[103]

Szm 174-IV-15/70

[104]

Szm 191-V-6/71.

[105]

Szm 33-Y-2/1972.

[106]

Szm 34-Y-3/ 1972.

[107]

Szm 155-V-7/1972

[108]

Szm 218-Y-8/1972.

[109]

Szm 87-V-3/73.

[110]

Szm 102-V-4/73.

[111]

Szm 103-V-5/73.

[112]

Szm 162-V-7/73.

[113]

Szm 176-V-8/73.

Zsolt

Kőzetmechanikai vizsgálatok a Földalatti vasútnál Mecseki Szénbányák Körszelvényű üregek mozgásmezejének vizsgálata izotróp és anizotrop közegben. Mátraaljai Szénbányák Kőzetmechanikai vizsgálat Szm 165-IV -14/70 Országos Bányaműszaki FelügyelőségSzakvélemény a Zobáki bányaszerencsétlenséggel kapcsolatosan Országos Érc- és Ásványbányák V. Aknabiztosítás kérdéseinek vizsgálata Bányászati Tervező Intézet Márkushegyi kutatófúrások kőzetmechanikai vizsgálata Bányászati Tervező Intézet Kőzetmechanikai feszültségvizsgálatok Mecseki Ércbányák Kőzetcsavarok vizsgálata Országos Érc- és Ásványbányák V Rm. 87. sz. kutatófúrás helyén aknabiztosítási javaslat Bányászati Ellátó és Szolgáltató V Valent zárszerkezet műszaki vizsgálata Bányászati Tervező Intézet Márkushegyi bányafeltáró térségek biztosítása Országos Érc- és Ásványbányák Kőzetmechanikai szakvélemény a Recsk-i kutatóaknáról Országos Érc- és Ásványbányák A recski aknafalazat deformálódásának mérése Mátraaljai Szánbányák Vállalat Visontai külfejtés pernyeelhelyezési problémái Bányászati Tervező Intézet


[114]

Szm 195-V-9/73.

[115]

Szm 99-V-3/74.

[116]

Szm 122-V-4/74.

[117]

Szm 173-V-5/74.

[118]

Szm 172-V-6/75.

[119]

Szm 107-V-7/75.

[120]

Szm 145-V-9/75.


Intézeti

Tanszéken

Szakértői közreműködés a Márkushegyi telepítés kőzetmechanikai feladatánál Mecseki Ércbányák Védő- és fejtési pillérek méretezési problémái NIM Műszaki Fejlesztési Főosztály Szakvélemény a földalatti elgázosításról Út- Vasúttervező V. Javaslat aktív biztosításra a Metrónál Mecseki Szénbányák Vállalat Fedümozgások elemzése Kossuth aknán Mecseki Szénbányák Vállalat Kőzetfizikai és kőzetmechanikai vizsgálatok gázkitöréseknél Mecseki Szénbányák Vállalat Kossuth akna kitörésveszélyességének vizsgálata Országos Érc- és Ásványbányák Kőzetmechanikai szakvélemény a Recsk-i aknafalazatról

D) Szabadalmak [121] Eljárás bányászati üregek önbiztosítására. 150.509 szab.szám [122] Fémsapkával kombinált, plasztikus fejű kőzetcsavar Szab.szám: 153.726, illetve 2251 -AO-277/4 (Vass László és Adorján György-gyei) [123] Eljárás széntelepek gazdaságos leművelésére Szab.szám: 2419 (Ta-1103), lajstromszám: 162497 (Szabó Lászlónéval) [124] Eljárás és berendezés elővájások aktív biztosítására Szab.szám: TA-1167 lajstromszám: 162676 (dr. Meitzen Nándorral) [125] Aknamélyítő fürókeret (Újdonságvizsgálat alatt) (dr. Meitzen Nándorral) [126] Kombinált ragasztású kőzetcsavarok (Újdonságvizsgálat alatt) 1. Mérési módszer a bányászati műveletek hatására fellazult kőzettartományok határának megállapítására [127] (Újdonságvizsgálat alatt) (Társbej elentőkkel)

A számos magyar- és idegennyelvű publikáció, kutatási jelentés, a szabadalmak az oktatási program híven jelzik Richter professzor munkásságának 59

Somosvári

Zsolt

értékeit. A kőzetmechanikai labor megteremtése és fejlesztése szintén hervadhatatlan érdeme, hiszen napjainkig azokkal a terhelő berendezésekkel kényszerültünk - fejlesztés hiányában - dolgozni, amit Ő az 1960-70-es években megteremtett.

3. Kutatások és ipari-intézményi kapcsolatok Richter professzor életében igen szoros kapcsolat alakult ki a Bányászati Kutató Intézettel. (Igazgató: Dr. Martos Ferenc, kőzetmechanikai osztályvezető: Dr. Bodonyi József) különböző témakörökben. (Recsk, uránbányászat...) Az intézet az „in situ" kőzetmechanikai mérések terén jóval nagyobb lehetőségekkel rendelkezett mint tanszékünk. Richter professzor fontosnak és támogatandónak tartotta a helyszíni kőzetmechanikai méréseket, ezért sokszor vállalkoztunk a mérési eredmények kőzetmechanikai interpretálására. Richter professzor szoros levelezői kapcsolatban állt Hansági Imrével, a kirunai vasércbánya (Svédország) kőzetmechanikai szakértőjével, vezető főmérnökével, az „in situ" kőzetrepedezettség mérőszámának (Hansági-módszer, Kiruna módszer) megalkotójával. A tanszéken 1965-ben indult az aláfejtett fedüösszlet mozgásainak kutatása kőzetmechanikai alapokon. Ezzel a témakörrel korábban hazánkban, de külföldön is bányamérők-geodéták foglalkoztak. Richter professzor ismerte fel, hogy a mozgásmező kérdése - ha nem is egyszerű-, de kőzetmechanikai feladat. Ő állította pályára annak idején e cikk szerzőjét azzal az instrukcióval, hogy bizonyára lehet olyan kezelhető mechanikai modelleket felépíteni, amelyek a gyakorlatot kielégítő pontossággal leírják a jelenséget, de nem túl bonyolultak. Ebben a témakörben aztán 1967-ben egyetemi doktori disszertáció, 1974-ben kandidátusi disszertáció, 1987-ben akadémiai doktori értekezés született. A kidolgozott számítási módszer térbeli feladatot old meg, dőlt telepeknél aszimmetrikus térbeli feladatot, azaz a külszín bármelyik pontjában egymásra merőlegesen két irányban megadja a mozgáselemek (9 db) értékeit. A mozgások időfolyamatát a Kelvin-féle reológiai modell felhasználásával írtuk le. A kapott eredményeket aztán a magyar szilárdásványbányászat számos helyén, medencéjében sikerrel alkalmaztuk (Oroszlány, Tatabányai Szénbányák, Középdunántúli Szénbányák, Borsodi Szénbányák, Bauxitbányák...) különböző aláfejtési feladatok megoldásánál. Külön kell szólni a Mecseki Szénbányák (dőlt, vastag, viszonylag mélyen fekvő széntelep összlet) kőzetmozgás problémáiról. A Pécs-Komló-i szénmedencében igen nagy területekre kiterjedő, nagy felszíni mozgásokkal kellett számobi. Komló térségében 20 m-es felszínsüllyedések is előfordultak. Több aknánál a korábban kijelölt aknavédőpillérek egy idő után elégtelennek bizonyultak

60



Intézeti

Tanszéken

és több aknatorony és akna tetemes mozgást szenvedett, az aknák üzeme veszélybe került. Az első mechanikai modellezéssel foglalkozó cikkek megjelenése után az 1960-as évek végén dr. Ormos Károly a Mecseki Szénbányák Bányamérési Osztályának akkori vezetője érdeklődéssel figyelte az eredményeket és felkérte a tanszéket dőlt telepeknél alkalmazható mechanikai modell, ill. számítási módszer kidolgozására. Kőzetmozgások-bányakárok témakörben aztán 1969-84 között a Mecseki Szénbányáknál különösen sok feladatot oldottunk meg. 1969-1971 között megvalósult az „aláfejtett fedüösszlet mozgásmezejének meghatározása dőlt településnél" kutatási program, majd sorra kaptuk a feladatokat. Pl. foglalkoztunk István I-Il. akna védőpillér csökkentésének várható külszíni hatásaival, Kossuth III. aknák várható mozgásainak meghatározásával, Zobák diagonális akna pillérében történő művelés lehetőségeinek vizsgálatával, Kossuth IV akna várható mozgásaival, István III. akna telepítésének kőzetmechanikai kritériumaival, bányakárok lehetőségével Pécs-bányaüzem nyugati bányamezeje fölött, a komlói meredek dőlésű teleprészek aláfejtési lehetőségeivel, Rücker-akna védőpillére mellett tervezett fejtések hatásaival az aknára és az aknaudvari létesítményekre, a vasasi aknapár várható elferdülésével, Zobák diagonál akna várható elferdülésével, Béta-bányaüzem x. szintje fölötti aláfejtett szénvagyon lefejthetőségének kőzetmechanikai vizsgálatával. Sok kőzetmozgás-bányakár kérdést vizsgáltunk 1977-85 között az Oroszlányi Szénbányáknál. Pl. foglalkoztunk Oroszlány város védőpillérében lekötött szénvagyon lefejtésének feltételeivel, bányakár vizsgálatokkal XX. Bányaüzem majki mezeje fölött, Pusztavám község aláfejtési lehetőségével, a bányakárok csökkentési lehetőségeivel a XX. Bányaüzem területén, XX. Bányaüzem bányatelkén található műemlék által lekötött szénvagyon lefejtési lehetőségeivel, az Oroszlányi Szénbányák saját létesítményei védőpillérének felülvizsgálatával, a XX. Bányaüzemi aknapár védőpillére lefejtési lehetőségének vizsgálatával, kőzetmozgások vizsgálatával Márkushegy-bányaüzem területén. A Borsodi Szénbányáknál és a Középdunántúli Szénbányáknál is több kőzetmozgás-bányakár feladatot oldottunk meg. A Mecseki Ércbányáknál ú j aknavédőpillér méretezési módszert dolgoztunk ki (1973). Erre azért volt szükség, mert a nagy mélységben húzódó előfordulásnál a hagyományos módon méretezett aknavédőpillér lefedte az aknamező nagy részét. Ezek a kutatási eredmények aztán általánosítva bekerültek a „Bányakárok", „Kőzetmozgások" c. tantárgyak tananyagába. 1974-től kezdődően a rétegvíztelenítésből származó felszínmozgásokkal, ezek térbeli változásaival és a térszínsüllyedés időfolyamatával is foglalkoztunk. A Visontai Thorez-külfejtés környezetében ugyanis a tervezés időszakában nem várt felszínsüllyedések és épületkárok keletkeztek. Ez a témakör (kőzet-víz rendszer

61

Somos vár i Zsolt

mechanikájának vizsgálata) már túlmutat a kőzetmechanikán, a geomechanika tárgyköréhez tartozik. 1972-82 között több publikációt közöltünk e témakörben. 1970-től a kőzet- és gázkitörések okainak kutatásával is elkezdtünk foglalkozni. Az 1979-85 között számos publikációban adtuk közre kutatásaink eredményeit. Mecseki szeneken laboratóriumunkban gáznyomásos térben egytengelyű nyomószilárdság vizsgálatokat is végeztünk és kimutattuk az elmélettel összhangban, hogy a gáznyomás növekedése jelentősen csökkenti a szilárdságot. Az új geomechanikai kitöréselmélet lehetővé tette a védekezési módszerek (anyagkivétel, provokációs robbantás, fölé- és aláfejtés) értékelését. Ki lehetett mutatni, hogy a mecseki szénbányák körülményei között fejtésekben miért nem jönnek létre kőzet- és gázkitörések, vágathomokon, aknatalpon viszont létrejönnek. Ebben a témában Zobák-bánya utolsó éveiben is szakértettünk (bezárás 2000-ben, főmérnök: Erdélyi László) a védőtelepes művelés nagyobb területi hatását kimutatva. Ez a hatóság által engedélyezett eljárás olcsóbb termelést tett lehetővé. A kutatás során igen sok mecseki tapasztalatot gyűjtöttünk, hogy a kitöréselméletet sokoldalúan ellenőrizhessük. Ebben a munkában dr. Nyers József volt hathatós segítségünkre. 1981-ben „A fúrólyukas gázlecsapolás várható eredményességéről" készítettünk szakvéleményt. Kimutattuk, hogy szűz területen mecseki körülmények között külszínről fürt fúrólyukakon keresztül n e m várható eredményes gázlecsapolás. A szakvéleményt követő kísérlet n e m is járt eredménnyel, de a későbbiekben megismételt 2 kísérlet sem. Az 1970-es évek közepén bekapcsolódtunk az egri pinceüregrendszer hatástalanításának programjába. Megerősítés módjául kőzetcsavarozást, a megszüntetésnél rétegzett hidraulikus homoktömedékelést javasoltunk. Sok pinceüreg így került aztán hatástalanításra Egerben. A helyszínre rendszeresen a Bobok-Somosvári páros járt, a háttérben Richter professzor segítette a munkát. Az 1980-as évek közepétől kezdve intenzívebben bekapcsolódtunk a bauxitbányászat kőzetmechanikai jellegű feladatainak megoldásába. Közreműködtünk új bauxit fejtésmód kialakításában, vizsgáltuk nagyszelvényű üreg-pillér rendszerek állékonyságát, kőzetmozgás és vízvédelmi feladatokat oldottunk meg, bányabeli szeizmikus méréseket végeztünk a Geofizikai Tanszék (dr. Ormos Tamás) segítségével a kőzetrepedezettség meghatározására. A Bakonyi Bauxitbányák akkori igazgatója néhai dr. Fazekas János mindig is igényelte a Kar közreműködését a műszaki problémák megoldásában, sok mindent tett a Bányamérnöki Karért. Ipari kapcsolatainkat erősítette, hogy kőzetmechanika-biztosítószerkezetekkel, geomechanikával is foglalkozó ipari kollégáink egyetemi doktori értekezéseket készítettek különösen sokan az 1980-as években. Ezeket konzultációk előzték meg, így mi is j o b b a n megismertük az iparban folyó kutató-fejlesztő tevékenységet.

62



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

Ládái Tamás (Tatabányai Szénbányák) Petrássy Miklós (Tatabányai Szénbányák, KBFI), Nyers József (Mecseki Szénbányák), Fazekas János (Bakonyi Bauxitbányák), Kmetty István (Dorogi Szénbányák), Klausz István (Dorogi Szénbányák) és mások nyerték el a Dr. „techn" fokozatot kőzetmechanikabiztosítószerkezetek, geomechanika tárgykörben írt doktori értekezéssel. Egyetemi kiadvány az 1982-85 évek kutatási eredményeit így foglalja össze: A kőzetmechanikai kutatások során nagyobb súllyal került előtérbe a kőzetkörnyezet képlékeny, felkeményedően képlékeny viselkedésének tanulmányozása. Meghatározásra került a látens képlékeny kőzetkömyezetbe telepített vágatok biztosítószerkezeteire ható kőzetnyomás. Meghatároztuk a már üregnyitás előtt képlékeny és az üregnyitás hatására képlékennyé váló kőzetkörnyezet közötti különbségeket az üregbiztosítások szempontjából. A Nagyegyháza-bányaüzem főgerincvágatai tönkremenetelének vizsgálatainál a kidolgozott módszert eredményesen alkalmaztuk. A lehetséges üregnyitás előtti és utáni kőzetállapotok alapján rendszereztük az üregbiztosítások lehetséges eseteit. Ez a rendszerezés megteremti a lehetőségét a biztosítások eredményesebb méretezésének és alapjául szolgál az üregbiztositások számítógépes tervezésének. A legújabb "Split-set" és "Swellex" tipusú kőzetcsavarok figyelembevételével meghatároztuk a kőzetcsavaros üregbiztositások hatásmechanizmusait, a biztosítás fő paramétereit. Módszert dolgoztunk ki a kőzet csavaros üregbiztosítás méretezésére, amelyet a bauxitbányászat új kísérleti fejtéseinél sikerrel alkalmaznak is. Különböző típusú kőzetcsavarokkal az optimális beépítés meghatározása céljából laboratóriumi és üzemi kísérleteket végzünk. Elemeztük az acélgyürűs vágatbiztosítást és a vágatszelvény valamint a kőzetnyomás függvényében meghatároztuk a legkedvezőbb, minimális fajlagos acél felhasználást eredményező kialakítást. Az eredmények alkalmazása céljából a helyszíni méréseket a Dorogi Szénbányáknál végeztük. Gáztartalmú, pórusnyomás alatt álló kőzetek mechanikai tulajdonságait elméleti úton és laboratóriumi kísérletekkel is vizsgáltuk. A mecseki szenekre vonatkozóan meghatároztuk a pórusnyomás hatását a szilárdságra, a rugalmassági modulusra és a folyáshatárra. Ezek a vizsgálatok képezik alapját a kőzet- és gázkitörések geomechanikai tárgyalásának. A külszíni bányászati feladatok megoldása során olyan számítógépi programot sikerült létrehozni, ami az egyébként körülményes és pontatlan állékonysági számítások helyett gyors és megbízható módszer a szabad rézsűk és rézsürendszerek biztonsági tényezőjének meghatározására. A program lehetővé teszi rétegezett és tetszőleges felszínnel rendelkező rézsürendszerek állékonyságának meghatározását.

63

Somosvári

Zsolt

Az elméleti mechanikai vizsgálatok és laboratóriumi mérési módszerek fejlesztése alapján olyan, paraméterekkel rendelkező hiperbolikus határgörbét határoztunk meg, amely a mérési eredményekhez a görbületi tulajdonság megfelelő elő írásával igen jól illeszthető, hiperbolát jelent. A függvénygörbe paramétereit a mért értékek alapján a számítógép közvetlenül numerikusan meghatározza és ki is rajzolja. T H acélíves biztosítószerkezetekkel, illetve fejtési vágatok állékonyságával még az 1990-es évek közepén bányabezárások idején is foglalkoztunk Putnokbányán (1996) és Zobákon (1997). Hansági Imre: „Gyakorlati kőzetmechanika az ércbányászatban" c. könyv (1985) kéziratának elkészülte után felmerült az a kívánalom, hogy egészüljön ki olyan fejezetekkel is, amelyek elősegítik a svédországi nagy szilárdságú kőzetekben szerzett kőzetmechanikai tapasztalatok és tanulságok minél szélesebb körű hasznosítását a hazai, kisebb szilárdságú, változatos kőzetkörülmények között. E fejezetek megírására e cikk szerzőjét kérték fel. A könyv első részéhez szervesen kapcsolódó, de ugyanakkor önálló második rész témájának kiválasztása nem volt könnyű feladat. Végül is a bányaüregek állékonyságának, ill. biztosításigényének miértjét végigvezető és biztosítások között eltérő sajátságokat mutató, és bányáinkban akkor időszerű kőzethorgonyzásra vonatkozó ismeretek megírását tartottam e célnak leginkább megfelelőnek. így aztán különböző szelvényű üregek állékonyságával, biztosításigényével foglalkoztunk rugalmas, rugalmas-képlékeny, képlékeny kőzetkörnyezetben. A kőzethorgonyokat osztályoztuk alapvető biztosítású tulajdonságok (Richter után) szerint. Foglalkoztunk a működési mechanizmussal (Richter után) továbbá a méretezés kérdésével (horgonyhossz, beépítési sűrűség...) 1986-ban igen érdekes problémával foglalkoztunk, nevezetesen a Veszprémi Szénbányák várpalotai SII aknáján történt frontfejtési haváriákkal. Több pajzsbiztosítású frontfejtés elszerencsétlenedett. Személyi sérülés ugyan n e m történt, az anyagi kár azonban igen jelentős volt. Várpalotai bányák igazgatója dr. Dósa Zoltán (korábban tanszékünk oktatója) előadta, hogy szakvéleményekkel tele a nagyszekrény, de frontfejtések továbbra is összemennek, vizsgáljuk m e g ennek okait. A vizsgálatok a geomechanikai területére terelődtek. Kimutatható volt, hogy elsősorban a fedü rétegvizek nyomása miatt alakul ki a fejtésekben a nagy kőzetnyomás. A szokásos feszültségáthárulási mechanizmus csak korlátozottan működik, a fejtést követő víznyomás miatt. Javaslatunk a megoldásra a fedürétegvíznyomás megfelelő csökkentése volt. A vízlecsapolást elvégezték, a pajzsos frontfejtések ezután baj nélkül üzemeltek. A kőzetmechanikai kutatások során a fejtések biztosításának, stabilitásának elemzése kapcsán kutatásokat végeztünk egyedi támos fejtések biztosítása stabilitásának és kihasználtságának meghatározására. Analitikai módszerekkel 64



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

levezetett összefüggések felhasználásával olyan számítógépes módszert dolgoztunk ki, amely alkalmas egyedi támos fejtések biztosítási paramétereinek, támkihasználtságának és dőlt telep esetén elcsúszás elleni biztonságának számítására. Ujabb kutatási eredményként meghatároztuk a széleshomlokú fejtések felett fellazuló kőzetzóna magasságát és biztosítószerkezetre jutó terheléseket. Vizsgáltuk az M V D D - 1 2 0 típusú főteszén omlasztásos pajzsot. A optimális üzemviteli feltételek meghatározásához (1987) a Mecseki Szénbányák részére modellkísérleteket végeztünk a modelltörvény betartásával a tanszék kőzetmechanikai laboratóriumában. A dőlésben lefelé haladó gépesített biztosítási kísérlet bíztató eredményeket hozott. Kőzetek tönkremeneteli, képlékenységi határfeltételeinek meghatározása kapcsán több tanulmányt jelentettünk meg (1990). Ezek a tanulmányok egyrészt összefoglalják a már ismert és korábban alkalmazott megoldásokat, az újabb külföldi kutatási eredményeket, másrészt a mérési eredményekhez rugalmasan illeszthető hiperbolikus határgörbét mutatják be. Elméleti vizsgálatok eredményeként tisztáztuk a középső főfeszültség hatását a kőzetek tönkremenetelére rámutattunk pl. arra, hogy a Drucker-Prager feltétel eltúlozza a középső főfeszültség szerepét. Az ipari igények által támasztott kőzetmechanikai kutatási témák egyes esetekben olyan paraméterek (repedezettség, tektonika, pórusnyomás...) figyelembe vételét is igényelték, amelyek túlmutattak a kőzetmechanikán, geomechanikai szemléletet kívántak.1976-ban Richter professzor támogatásával új tantárgy került bevezetésre a Geomechanika. Ez a tantárgy egységes szemléletben tárgyalja laza kőzetek (talajok) és összeálló kőzetek tulajdonságait, labor vizsgálatait, a víz és a pórusvíznyomás hatásait különböző jelenségeknél, a pórusnyomás befolyásoló hatását a feszültségállapotra, a rétegvíztelenítés-, a gázés olajtermelés hatására létrejövő felszínmozgásokat és az aláfejtések hatására létrejövő mozgásmezőt. 1987-ben ill. 1989-ben megjelent a Geomechanika I, II. jegyzet, amely tárgyalja a kőzet- és gázkitöréseket is mint geomechanikai problémát. A tanszéki kőzetmechanikai-geomechanikai kutatásokat legtöbbször ipari feladatok indították, majd az eredmények beépültek az oktatásba. így volt ez az aláfejtett fedüösszlet mozgásainak meghatározásánál, a vízszintsüllyesztés által okozott felszínmozgások leírásánál és a kőzet- és gázkitörések kutatásánál is. A két utóbbi kimondottan a geomechanika tématerülete. 1988-89-ben nagy rábeszélésre elvállaltuk a SZOTE 410-as klinikai tömbjének süllyedés-vizsgálatát az FTV felkérésére. A hatalmas 6 emeletes épület megsüllyedt és megdőlt. Az épület tervezője és a kivitelezők az alapozás tervezőjét hibáztatták. A tervezett „csavartárcsás földkiszorításos beton dugóalapozás" kivitelezésére 1984 nov.-1985. ápr. között, nem ideális alapozási időszakban került

65

Somos vár i Zsolt

sor. Az 1 m átmérőjű dugó alaptestek 7 m külszín alatti mélységig nyúltak le. Az ügyből az FTV összes vagyonát többszörösen meghaladó perértékű bírósági eljárás lett. Végül sikerült bizonyítanunk, hogy a havaria az alapozást kivitelező cég szakszerűtlen, hanyag munkája miatt következett be. Földkiszorításos dugóalapozás helyett földkiemeléses dugóalapozást készítettek. Az FTV megmenekült az elmarasztalástól. 1992-ben egy igen érdekes probléma vetődött fel az uránbányászat IV-es üzemében (igazgató: Varga Ernő). A Bányakapitányság a IV-es szállítóakna üzemét, az akna körüli fejtéseket be akarta szüntetni, mert az akna felső része hosszabb ideje süllyedt, egy törés mentén oldalirányban is elmozdult. A fejtések az aknapillér közelében működtek. A széleskörű geomechanikai vizsgálatok során kiderült, hogy a mozgás az akna lemélyítése óta tart és a repedés-vizes összlet igen jelentős víznyomás csökkenése okozza a mozgást. így a fejtéseket nem kellett leállítani, az akna tovább üzemelhetett. Még az 1990-es években is adódtak további bányászati kutatási feladatok, annak ellenére, hogy a földalatti bányászat visszafejlődésben volt, több bányát bezártak. Ebben az időszakban (1995-97) vizsgáltuk Sajómercse tömeges épületkárait. A putnoki bányászat ugyan védőpillért hagyott vissza a község épületei alatt, de a fedüvíztelenítés (pórusvíznyomás csökkentés) miatt a védőpillér területén is létrejövő talajsüllyedések számos épületkárt (bányakárt) okoztak különösen a vetőkibúvások mentén. A legjobban károsodott épületekre falicsapokat helyeztek és beszintezték a magasságokat. A geodéta (Pázsit Csaba) jelentette, hogy a mérési eredmények szerint az épületek nem süllyednek, hanem emelkednek! A mérési alappont - a szokásoknak megfelelően - a templom volt, amely nagyobb mértékben süllyedt, mint a vizsgált lakóházak, ez okozta a látszólagos emelkedést. Az alappont újbóli beszintezésével tisztázódott az ellentmondás. így aztán a SZÉSZEK akkori kiváló mérnöke dr. Schmotzer Imre a korábbi putnoki főmérnök belátta, hogy valóban bányakárokról van szó Sajómercsén, amit a putnoki bányászat okozott. Az 1992-94-es időszakban OTKA-pályázat keretében a Geofizikai Tanszékkel együttműködésben módszert dolgoztunk ki a repedezett kőzetmasszívum repedezettségi állapotának méréses meghatározására és a laboratóriumban mért kőzetmechanikai paraméterek redukciójára, amelyet „komplex mérési eljárás"nak neveztünk el. A módszer a rugalmassági modulus laboratóriumi mérésén és „in situ" mérésén alapszik. Laboratóriumban kőzetmechanikai és geofizikai szeizmnikus méréssel, „in situ" kőzetmechanikai és szeizmikus méréssel is meghatározható a rugalmassági modulus. így lehetőség nyílik a redukció méréses ellenőrzésére. Később (2000-2003) a módszert továbbfejlesztettük és M E (Miskolci Egyetem-i) módszernek neveztük el.

66



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

1998 óta foglalkozunk a felszínemelkedés - jelenségek okaival, azok mechanizmusával a mozgás prognosztizálásával. A földalatti bányák bezárásával, a vízemelés megszüntetésével új geomechanikai jelenség mutatkozott, a nagy területre kiterjedő felszínemelkedések problémája. A pécsi szénbányászat „PécsMecsekszabolcs" bányatelken (7x2,8 km) 1992-ben megszűnt a bányavíz emelés (Széchenyi-akna). Két év alatt a bányavízszint több mint 400 m-t emelkedett és elöntötte a leművelt széntelepes összlet mintegy 250 m vastag fellazult kőzettartományát. A tetemes víznyomás (alul 40 bar) növekedés és a tetemes méretű lazult kőzettartomány olyan méretű kitágulást eredményezett, amely 1995től kezdődően néhány év alatt a külszínen 20-120 mm-es felszínemelkedéseket és tömeges épületkárokat okozott. A jelenség kialakulásának kezdetén igen lényeges volt tisztázni, hogy utómozgás jelenségről van szó, amely időben gyakorlatilag addig tart ameddig emelkedik a vízszint. Az időfolyamat elején sikerült prognosztizálni az emelkedések várható maximális intenzitását is. Ebben az időszakban (1996-99) vizsgáltuk a Recski Ércbánya Vállalat földalatti létesítményeinek (két csaknem 1200 m mélységű akna és akna körüli vágatok) műszaki állapotát és a felhagyás esetén várható környezeti hatásokat. Elkészítettük az I, II. aknák lezárásának tervét. Ezzel a lezárással (felszínközeli „dugó") elkerülhető volt az aknák betömedékelése, lehetőség van az újranyitásra. Ebben az időszakban (1996-97) vizsgáltuk az uránbányászatban az un. a-vágat kőzetkörnyezetét (Bodai Aleurolit). Triaxiális vizsgálatokkal meghatároztuk a kőzet hiperbolikus tönkremeneteli határgörbéjét, valamint a kőzetköpeny szilárdságát ill. az alkalmazott robbantási technológiát „in situ" szeizmikus mérésekkel (komplex mérési eljárás alkalmazása) értékeltük. A Bodai Aleurolit (nagyszilárdságú agyagkő réteg) fogadná be a mai elképzelések szerint a később megépítendő nagy radioaktivitású hulladék-temetőt. Ebben az időszakban (1996-98) már az uránércbányászat nagymélységű aknáinak tömedékelési technológiájával is foglalkoztunk, ill. É-i bányaüzemek vízfeltöltődésének várható hatásait elemeztük. 2003-2004-ben foglalkoztunk az üveghutai kutatásokkal, gránit mintatestek laboratóriumi méréseivel. A telepítési hely repedezett kőzetmasszívumának kutatása során alkalmazásra került a ME-módszer is. 2003-ban a Geofizikai Tanszék közreműködésével elkészítettük „Az üveghutai felszíni kutatás keretében készült „in situ" és laboratóriumi kőzetmechanikai-, geofizikaimérések, valamint a geotechnikai dokumentálás eredményeinek együttes értékelése" (I, II, III, IV.) c. kutatási jelentést. Ez a kutatás kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok végleges elhelyezésére irányuló programhoz kapcsolódott. Az együttes értékelés igen lényeges megállapításokra adott lehetőséget. Pl. a kijelölt telephely gránit kőzetteste jelentősen anizotróp, vízszintes irányban mintegy kétszer (2,4) akkora a masszívum rugalmassági modulusa, mint

67

Somos vár i Zsolt

függőleges irányban. Ezért a szeizmikus sebességek is nagyobbak vízszintes irányban mint függőleges irányban. A közel függőleges irányítottságú repedésrendszert a mérésekkel meghatározott nagy oldalirányú primer feszültségek összenyomják, ezért a sebességtomográf szelvények a repedezettséget nem mutatják. A 2000-es években előtérbe kerültek a bányák bezárásával összefüggő geomechanikai feladatok: 2005-2006-ban a Karolina külfejtési gödör (Pécs) ill. Vasas E külfejtési gödör részűinek állékonyság vizsgálata, az E-i táró felhagyásának felülvizsgálata (MECSEK-ÖKO) Vasas-bányatelek törlésének kérdése. Egy érdekes kőzetmozgás probléma állt elő a bauxitbányászat nyírádi területén amelynek vizsgálatára 2008-ban felkérték a Kart. 50-100 m külszín alatti mélységben elhelyezkedő bauxitlencséket műveltek 1959-90 között a lesüllyesztett karsztvíznívó fölött. Aztán 2003-tól kezdődően 13-18 évvel a leművelés után több felszínmozgás jelenség (törés, lezökkenés, beszakadás) keletkezett egyes lefejtett bauxitlencsék fölött Nagytárkány-Darvastó körzetében is. Kimutatható volt, hogy a felszíni utómozgások a vízszintsüllyesztés befejezése (1990) utáni karsztvízszint emelkedéssel magyarázhatók. Mára a leművelt bauxitlencsék omlásos, repedékes kőzettartományai mind víz alá kerültek. Az omlásos, repedékes zónákat elárasztó karsztvíz felpuhítja, összenyomhatóvá teszi a pillérekben, bőrkékben visszamaradt bauxitot és agyagos omladékot, s ezzel utólagos felszínmozgásokat iniciál. Az utóbbi években (2006-) az olaj- és gáziparnak ( M O L ) végzünk kutatási feladatokat. A függőleges helyzetű fúrólyukak stabilitási kérdéseivel, a célszerűen alkalmazható kőzettönkremeneteli kritériumokkal, a hidraulikus repesztés kőzetmechanikájával kapcsolatban készítettünk kutatási jelentéseket. Napjainkban egyre inkább előtérbe kerül a fosszilis tüzelőanyagot hasznosító erőművek füstgázában megjelenő C 0 2 leválasztása és földalatti tárolása. A széndioxid földalatti tárolása lehetséges például leművelt kőolaj- és földgáz telepekben besajtolás útján. Az utóbbi időben C 0 2 tárolórendszer kialakításánál a széndioxid föld alá sajtolásánál felmerülő geomechanikai kérdésekkel is foglalkozunk, hiszen környezetmérnök hallgatókat is oktatunk. A művelet megtervezésnél alapvető fontosságú a primér feszültségmező, valamint a gáznyomás miatt létrejöhető törési mechanizmus ismerete, amely kérdésekkel a korábbiakban behatóan foglalkoztunk.

4. Az oktatás ma Az 1980-as évek végétől a mélyművelésű szénbányák elkezdődött bezárásával új helyzet állt elő az oktatásban is. Csak néhány hallgató választotta mélybányászati szakirányt, a külfejtési szakirány viszont népszerűbb lett. Ezért a közetmechanika-geomechanika témakörökben a bányászati üregek (fejtési vágatok,

68



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

fejtések) és biztosítószerkezetek oktatása szűkült, bővült viszont a nagyszelvényű üregek (alagutak, földalatti tárolók) állékonyságának, biztosításának (kőzethorgonyos biztosítás) oktatása, továbbá erősödött a külfejtések számára fontos geomechanikai témakörök (rézsűk, töltések, víztelenítés hatásai) oktatása. Fokozatosan bővült a nagyszilárdságú kőzetkörnyezetben elhelyezkedő földalatti tárolók (nagyszelvényű üregek) létesítésénél elengedhetetlen kőzetrepedezettség minősítés (RQD, Hansági-módszer, GSI), valamint a laboratóriumi mérési eredmények redukciója az „in situ" állapotra (Hoek-Brownmódszer, M E módszer) oktatása. Fontosabb projekteknél (pl. nukleáris hulladékok földalatti elhelyezése) előírás a primer feszültségek „in situ" mérése. Ezért oktatjuk a legfontosabb feszültségmérési módszereket, a hidraulikus repesztést és a magtúlfúrásos módszert, ezeknek a módszereknek a kőzetmechanikáját. A világban elvégzett „in situ" méréseknek köszönhetően 0-5 km mélységintervallumban a primer feszültségek mérési eredményei (CTv, ah, a n ) szép számmal rendelkezésre állnak. Tisztázódtak a primer feszültségeket befolyásoló tényezők (külszín alatti mélység, testsűrűség, rugalmassági modulus, tektonika, pórusnyomás, hőmérséklet), ezek hatásai, ezért ebben a vonatkozásban is lényegesen változott oktatásunk, igen részletesen foglalkozunk ezzel a témakörrel. A mélyfúrások állékonyságának, a hidraulikus repesztésnek (olaj- és gázipar) alapvető kérdése a primer feszültségállapot. Ezért ennek a problémakörnek részletes oktatása kézenfekvő, hiszen az új oktatási rendszerben olaj- és gázmérnöki szakirányos hallgatókat is oktatunk. A mélyfúrások állékonysági kérdéseinél általános [f(cj|, a 2 , a 3 ) ] tönkremeneteli feltételt célszerű alkalmazni (nem a Mohr-féle törési kritériumot), mert pontosan kell ismerni a szükséges lyuknyomást az állékonyság biztosításához. Biztonságosan meghatározott, nagyobb lyuknyomás hidraulikus kőzettörést okozhat és ezzel váratlan gázkitörés előidézője lehet. Ezért az általános tönkremeneteli feltételek is helyet kapnak oktatásunkban. A korábbiakban a Környezetmérnöki Szak megjelenésével az oktatásban a felszínmozgások tématerületei: aláfejtett külszín mozgásai, a mozgások időfolyamata, a bányászati utómozgások, felszínsüllyedések, felszínemelkedések, rétegvíztelenítés előidézte felszínsüllyedések és ezek időfolyamata, olaj- és gáztermelés előidézte felszínmozgások és ezek időfolyamata, metróépítés előidézte felszínsüllyedések, terepmozgások (rétegcsúszás, kúszás-suvadás, rogyás), a víztartalom és víznyomás befolyása a terepmozgásoknál, rézsűk, töltések tönkremenetelénél, a környezetvédelem geotechnikai kérdéseinek programjába illeszkednek.

69

Somos vár i Zsolt

Tárgyköreink oktatása az új (bolognai) oktatási rendszerben a BSc képzés keretében Geomechanika Kőzetmechanika Geomechanika, geotechnika tantárgyakban valósul meg egy-egy félévben. A Geomechanikát a Műszaki földtudományi alapszak összes szakiránya Bánya- és Geotechnikai szakirány Nyersanyagelökészítési szakirány Olaj- és Gázmérnöki szakirány Földtudományi szakirány hallgatja. A Kőzetmechanikát a Műszaki földtudományi alapszak Bánya- és Geotechnikai szakiránya hallgatja. A Geomechanika, geotechnika c. tantárgyat a Környezetmérnöki alapszak hallgatói hallgatják. A szakirányokat egy-egy félévben oktatjuk a Bánya- és Geotechnikai szakirány kivételével, ahol 2 szemeszterben folyik a képzés. A Geomechanika keretében oktatjuk azokat a szilárdságtani alapismereteket amelyeken nyugszik a tárgykör oktatása. Egységes szemléletben oktatjuk a kőzetek (laza- és összeálló kőzetek) tulajdonságait, jellemzőit, a kőzetparaméterek meghatározásának laboratóriumi módszereit. Vizsgáljuk a kőzetek viselkedését egytengelyű-, biaxiális-, triaxiális-, polyaxiális terhelések hatására. Részletesen foglalkozunk kőzetek képlékeny- és tönkremeneteli feltételeinek leírásával, különböző hipotézisekkel és tönkremeneteli határgörbékkel, általános [ f ( a i , a 2 , a 3 )] kritériumokkal is. Vizsgáljuk a pórusnyomás befolyását a feszültségállapotra és a szilárdságra. Tárgyaljuk a repedezett kőzetösszlet repedezettségének mérőszámait (RQD, GSI) és a labor eredmények átszámításának (redukciójának) módszereit (Hoek-Brown-, ME-módszer). Részletesen tárgyaljuk elmélet és sok mérési eredmény alapján a földkéreg primer feszültségeit és befolyásoló tényezőit (tektonika, pórusnyomás, hőmérséklet...), a kialakuló feszültség-relációkat ( a H > a h > a v , aH>av>CTh, c v > a H > a h ) . Röviden tárgyaljuk az aláfejtett külszín mozgásainak jellegzetességeit a mozgások számítását és az időfolyamat leírását reológiai modell (Kelvin) segítségével. Tárgyaljuk a rétegvíztelenítés (pórusnyomás csökkentés) által előidézett felszínsüllyedéseket, majd az olaj- és gázbányászat által előidézett felszínsüllyedéseket, a mozgások értékelését. Tárgyaljuk fúrások, mélyfúrások kőzetköpenyének állékonysági kérdéseit, a füróiszap szükséges nyomását különböző primer feszültségi relációknál. Foglalkozunk a hidraulikus kőzetrepesztéssel mint kőzetmechanikai, „in situ"

70



és Geotechnikai

Intézeti

Tanszéken

feszültség (<7h, a H ) méréssel, továbbá mint serkentő technológiával (olaj- és gázbányászat). A Kőzetmechanika keretében előbbi félév oktatásának folytatásaként körszelvényű függőleges aknák kőzetköpenyében kialakuló feszültségállapotot vizsgáljuk rugalmas-képlékeny és képlékeny-képlékeny esetben, meghatározásra kerül a biztosításigény és az aknafalazat méretezése. Tárgyaljuk a körszelvényű, ellipszis-szelvényű és összetett-szelvényű (boltíves) üregek állékonyságát, a kőzetköpeny feszültségeinek eloszlását rugalmas-rugalmas körülmények között. Röviden foglalkozunk a fejtések biztosításával, a biztosítószerkezetre ható kőzetnyomás kérdésével. Tárgyaljuk a kőzetrézsűk állékonyságát különböző kőzetkörülmények (laza-, összeálló) mellett, rézsűméretezési módszereket mutatunk be. Foglalkozunk töltések, meddőhányók állékonyságának kérdéseivel. Geomechanika, geotechnika c. tantárgy a környezetmérnökök geotechnikai képzését szolgálja. Oktatjuk azokat a szilárdságtani alapismereteket, amelyeken nyugszik a tárgykör oktatása. Egységes szemléletben oktatjuk a kőzetek (laza- és összeálló kőzetek) tulajdonságait, jellemzőit a kőzetparaméterek meghatározásának laboratóriumi módszereit. Foglalkozunk az alapvető tönkremeneteli feltételekkel. Tárgyaljuk a pórusnyomás hatását a feszültségállapotra és szilárdságra. Foglalkozunk laza kőzetkörülmények mellett a primer feszültségállapottal. Tárgyaljuk az aláfejtések által okozott felszínmozgásokat, a rétegvíztelenítés (pórusnyomás csökkentés) által előidézett felszínsüllyedéseket és az olaj- és gáztermelés által előidézett felszínmozgásokat. Tárgyaljuk továbbá a bányászati utómozgások (süllyedések, emelkedések) törvényszerűségeit. Tárgyaljuk a metróalagútépítés által előidézett felszínsüllyedéseket. A külszíni mozgások értékelését, a különböző létesítmények mozgásérzékenységét. Tárgyaljuk a földalatti hulladéktárolók nagyszelvényű térségeinek állékonysági kérdéseit, a szükséges geotechanikai-kőzetmechanikai labor és „in situ" méréseket. Rézsűk és töltések tönkremeneteli kérdéseivel foglalkozunk. Különböző terepmozgások (rétegcsúszás, kúszás-suvadás, rogyás) mechanizmusait vizsgáljuk. Foglalkozunk különböző megtámasztó szerkezetekkel (támfalak, bélésfalak), ezek méretezésével. A kőzethorgonyos megerősítés méretezésével. Továbbá foglalkozunk ipari rezgések és a járműforgalom által keltett rezgések értékelésével, káros hatásaival. Nem lettünk hűtlenek a mérnöktovábbképzéshez. A hagyományoknak megfelelően 2007-ben a M O L mérnökeinek tartottunk egy hetes kihelyezett (Budapest) tanfolyamot a szilárdságtan alapjaitól kiindulóan a hidraulikus kőzettörésig. 2004-ben a M E C S E K É R C R T mérnökei számára tartottunk kihelyezett (Pécs) mérnöktovábbképző tanfolyamot gránittestek kőzetmechanikai értékelése tárgykörben. Oktatásunk az ipari-intézményi igényeknek megfelelően nagymértékben változott. Gyökereit azonban a richteri kőzetmechanikai képezi.

71

A KŐZETMECHANIKA-GEOMECHANIKA OKTATÁSA ÉS KUTATÁSA A BÁNYÁSZATI ÉS GEOTECHNIKAI INTÉZETI TANSZÉKEN

Recommend Documents