Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/127 ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1. Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-0497 Naslov projekta Analiza vplivov visokoproduktivnega odkopavanja premoga na okoliške plasti hribine in površino Vodja projekta 9644 Jakob Likar Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 4.170 Cenovni razred D Trajanje projekta 02.2008 - 01.2011 Nosilna raziskovalna organizacija 1555 Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta Raziskovalne organizacije -soizvajalke 1252 Premogovnik Velenje, d.d. Družbenoekonomski cilj 12. Splošni napredek znanja - RiR financiran iz splošnih univerzitetnih fondov (SUF) 1.1. Družbeno-ekonomski cilj1 Šifra 01. Naziv Raziskovanje in izkoriščanje zemlje 2. Sofinancerji2 1. Naziv Premogovnik Velenje d.d. Naslov Partizanska 78, 3320 Velenje 2. Naziv Naslov 3. Naziv Naslov B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA Zaključno poročilo o rezultatih raziskovalnega projekta - 2011 / 1. rok 3. Poročilo o realizaciji programa raziskovalnega projekta3 Znanstveno izhodišče je v osnovi vezano na abnormalne porušitve krovninskih plasti, ki se v realnem pridobivalnem okolju premoga dogajajo hitro v različnih porušitvenih oblikah in prostorsko omejenem območju, kar predstavlja v mehaniki diskontinuuma posebno področje. Fizikalna zahtevnost rušnih procesov v premogu in krovninskih plasteh nad slojem premoga je v veliki meri odvisna od primarnih napetosti v hribini, geomehanskih lastnosti in tehnologije odkopavanja. Zato so spremljajoče meritve, ki jih izvajamo, izjemnega pomena za postavitev porušitvenega kriterija večkrat porušene krovnine, pri katerih pride tudi do globljih strukturnih sprememb samega osnovnega hribinskega materiala ter s temi procesi povezanih vplivov na širše naravno okolje. Cilj raziskave je bil postaviti celovit model visokoproduktivnega odkopa z vsemi stranskimi vplivi, ki lahko v različnih fazah odkopavanja predstavljajo omejitvene faktorje pri hitrosti napredovanja odkopa ob upoštevanju rudarsko tehničnih faktorjev. Ti so bili posebej izpostavljeni v smislu preverjanja kapacitete dovajanja svežega zraka na odkop ter kompleksno preverjene transportne kapacitete odvoza odkopanega premoga in dostave reprodukcijskih materialov, saj je za tovrstne analize treba izvesti kompleksne izračune in uskladitve med tehnološkimi parametri širokočelnega odkopavanja premoga z nadkopnim pridobivanjem. Problem reševanja tovrstnih problemov je po svoji naravi izjemno zahteven in tehnično povezan s celovitim procesom odkopavanja premoga, v katerem sodelujejo ljudje, ki so odgovorni za varno delo ob največji možni produkciji kakovostnega premoga. Zahtevnost raziskovalnega projekta se na področju raziskav rušnih procesov posebej zrcali v pridobivanju premoga iz nadkopnega dela. Predvsem se ta odraža v doseganju realnih rezultatov izračunov parametrov, ki so primerljivi z izmerjenimi. Fizikalni procesi »tečenja« premoga v odkopni prostor, ki so prisotni v naravi na odkopu v premogovniku s svojimi posrednimi vplivi na okoliške hribine v globinah več kot 400 m, so posebej izpostavljeni v smislu zagotavljanja varnih razmer pri rudarskih delih. Ker je pravilna ocena nevarnosti vdora hribinskih vod in razmočene hribine iz krovninskih plasti pri pridobivanju premoga iz nadkopnega dela posebnega pomena za umno vodenje visokoproduktivnih odkopov, je pričujoča numerična simulacija izjemnega pomena za realno oceno varnostnih razmer pri odkopavanju. Ravno zato je bilo raziskovalno delo še bolj poglobljeno in osredotočeno na uvajane numeričnega modela z namenom izdelave simulacije rušenja premoga v odkopne prostore, ki je zajemalo poleg pregleda obstoječe znanstvene in strokovne literature iz obravnavane tematike tudi nadrobno analizo možnosti uporabe računalniškega programa PFC (Particle Flow Code), s katerim je bila v nadaljevanju izvedena načrtovana simulacija »tečenja premoga« v odkopne prostore. Ker je odkopavanje premoga specifični tehnološki postopek, ki se dogaja v zapletenih nehomogenih hribinskih plasteh, je bila potrebna dopolnitev in prilagoditev numerične metode za izvedbo simulacije pridobivanja premoga iz nadkopnega dela. V okviru raziskav so bili najprej narejeni preliminarni izračuni in kritična presoja dobljenih rezultatov ter strokovna ocena realne možnosti aplikacije predvidene numerične simulacije za primer visoko produktivnih odkopov v Premogovniku Velenje. Drugi del raziskav je bil namenjen potrebam izdelave prvih aplikativnih izračunov napetostno deformacijskih sprememb v premogovem sloju in krovninskih plasteh s poudarkom na pripravi realnih geometričnih podatkov območja aplikacije, analizi in interpretaciji geološke zgradbe obravnavanega območja, pripravi rudarsko tehnoloških podlag za izvedbo numerične aplikacije in izvedba prve simulacije za realni visoko produktivni odkop premoga z analizo ter kritična presoja rezultatov ob upoštevanju rezultatov geomehanskih meritev. Zadovoljivo je bil pojasnjen fizikalni proces točenja premoga v odkopni prostor v 3D napetostnem in deformacijskem stanju, kar daje delnim rezultatom numeričnih simulacij posebno težo in uporabnost za izvedbo aplikativnih analiz konkretnih odkopnih razmer v večplastni krovnini, ki leži nad debelim slojem premoga. Prve ocene rezultatov numerične simulacije so bile spodbudne ob tem, da je bilo treba izdelati določene dopolnitve numeričnega modela in izboljšati prilagoditev realnim hribinskim razmeram. Na osnovi teh rezultatov, ki so temeljili na obsežnih izračunih, so bili dokazani robni pogoji še sprejemljivega volumna koncentriranega pridobivanja zdrobljenega premoga na visokoproduktivnem širokočelnem odkopu. Z uporabo dopolnjenega 3D numeričnega modela in upoštevanju realnih geomehanskih karakteristik hribin in premoga, so bile zahteve, ki jih je podal sofinancer v celoti izpolnjene tako, da so bili rezultati izračunov aplicirani na reševanje dveh praktičnih primerov rušenja v različnih premogovnikih. Navedeni rezultati so dobro zaznamovali kompleksnost reševanja konkretnega primera in pripomogli k veliko boljšemu vedenju o geomehanskih dogajanjih pri naposrednem rušenju krovnine pri odkopavanju premoga na visokoproduktivnih odkopih, kjer je masa odkopanega premoga iz enega odkopa okrog 9000 ton na dan. Na osnovi navedenega lahko ocenimo, da so zastavljeni cilji doseženi v celoti. Rezultati 3D modeliranja rušnih procesov z nevezanimi elementi (Particle Flow Code) so celovito osvetlili velikost in intenzivnost vplivov visokoproduktivnih odkopov na okoliške hribine in površino nad odkopnimi polji. Raziskovalna dela so vključevala geotehnične raziskave in meritve v jami in na površini, kakor tudi analiziranje dobljenih merskih podatkov, spremljavo rudarsko tehničnih parametrov visokoproduktivnega odkopavanja, pripravo računalniškega modela in izvedbo simulacij odkopavanja z upoštevanjem različnih geometričnih in geotehničnih parametrov ter poglobljene analize celovitega dogajanja pri visokoproduktivnem odkopavanju premoga. Glede na planirano življensko dobo obratovanja Premogovnika Velenje, ki predstavlja steber nacionalne oskrbe z električno energijo, je izvedeni aplikativni raziskovalni projekt izjemnega pomena. Celovita analiza vplivov visokoproduktivnih odkopov na hribinsko okolje in površino terena dejansko služi za načrtovanje varnega načina odkopavanja premoga v prihodnje. Pričakovani rezultati imajo velik pomen za realno oceno srednjega in dolgoročnega planiranja odkopavanja premoga v Premogovniku Velenje. 4. Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Celovite in kompleksne analize uvajanja in razvoja viskoproduktivnega odkopavanja premoga v Premogovniku Velenje, ki posredno povzroča velike napetostne in deformacijske spremembe v okoliških hribinah in v premogovem sloju, so potrdile obvladljivost tehnološkega procesa odkopavanja. Koncentrirano odkopavanje premoga v širokočelnih odkopih za katere so značilne manjše ekvivalentne tlorisne površine v primerjavi z geometričnimi značilnostmi klasičnih širokočelnih odkopov, povzroča obsežne vertikalne in subvertikalne porušitve v krovninskih plasteh in manjša hipna sproščanja deformacijske energije v obliki tresenja tal. Hribinska sestava krovnine je po eni strani izjemno heterogena in po drugi strani sestavljena tudi iz vodonosnih plasti, kjer so tlaki porne vode relativno visoki, kar lahko povzroči pri izjemnih in koncentriranih volumenskih spremembah realno spremenjene materialne lastnosti hribin. Kompleksni raziskovalni projekt je bil vezan na večletno spremljanje geoloških, hidrogeoloških in geotehničnih parametrov na širšem območju visokoproduktivnega odkopavanja, zvedbo določenih specifičnih raziskav v okoliških jamskih objektih ter na površini terena nad odkopnimi polji vključno z odvodnjevalnimi posegi zmanjšanja tlakov hribinske vode. Posebej je bil del raziskav osredotočen na globalne stabilnostne razmere na površini na robu ugrezninskih pobočij. V času izvajanja raziskovalnega projekta so bili doseženi vsi raziskovalni cilji tako, da je bil v ta namen dopolnjen in prigojen numerični model z uporabo nevezanih elementov, s katerim so bile izdelane klasične simulacije "tečenja premoga" iz nadkopnih predelov v odkopni prostor vključno z izračuni sekundarnih napetostno deformacijskih polj v okoliških hribinah. Poleg navedenega je bil analiziran vpliv visokoproduktivnih odkopov na vodonosne plasti in površino terena na vplivnem območju nad rudarskimi deli. 5. Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 Med izvajanjem raziskovalnega projekta ni bilo sprememb. 6. Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni rezultat 1. Naslov SLO Vpliv nekaterih parametrov na lastnosti tečenja trdnih delcev ANG The influence of some parameters on the flow properties of bulk solids Opis SLO V preteklosti so se izvajale mnoge raziskave z namenom karakteriziranja sipkih materialov. Kljub temu nekatere karakteristike sipkih snovi še vedno ostajajo nezadostno dobro pojasnjene. Ta članek predstavlja nekatere zanimive rezultate raziskav v zvezi z vplivom porazdelitve velikosti delcev. Glede na to, da karakteriziranje sipkih snovi pomeni mnogo več kot le določanje zgoraj omenjenih lastnosti, predstavljamo tudi originalen atritor, ki je bil konstruiran in uporabljen v našem laboratoriju kot pomemben člen nove metode za določevanje vpliva oblike delcev na tlačno trdnost sipkih snovi. ANG Numerous studies in the past attempted to characterize bulk solids. However, some characteristics of bulk solids still remain insufficiently understood. This paper presents some interesting results about the influence of the particle size distribution. Since characterization of bulk solids goes beyond determining the above mentioned properties, a novel attritor which was designed and used in our laboratory as a significant part of a new method for determining the influence of particle shape on the unconfined yield strength of a bulk solid, is presented. Objavljeno v HANN, Damjan. The influence of some parameters on the flow properties of bulk solids. Stroj. vestn., 2009, vol. 55, no. 5, str. 327-332 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 11055643 2. Naslov SLO Razvoj vtisnih filtrov odvodnjevalnega sistema v Premogovniku Velenje s pomočjo metode končnih elementov ANG The development of a "drive-in" filters dewatering system in the Velenje coal mine using finite-element modeling Opis SLO Z MKE je napoved pretokov skozi vtisne filtre je veliko boljša. Hitrost toka vode je treba skrbno nadzorovati, tako, da se ne uporabi dveh meril za izračun. Na podlagi delovnih izkušenj in opazovanj v Premogovniku Velenje, več testov z vtisnimi filtri pokaže, da so rezultate modela v skladu z realnostjo, ter da jih je moč koristno uporabiti. Na osnovi navedenega je mogoče sklepati, da načrtovani program odvodnjevanja krovninskih plasti ima smisel le, če bodo uporabljeni posebni ukrep aktivacije teh filtrov in če je čas za prehod iz enega širokega čela v drugega dovolj kratek. With FEM the prediction of flow rates on the "drive in" filters is much better. ANG The velocity of flow has to be carefully controlled, not to overpass that two criteria used for calculation. Based on the working experience from Velenje coal mine, from a few tests of "drive in" filters installations, it can be said that the model results are in the accordance with the reality. So, it can be concluded that the planned dewatering program has sense only if a special measure of activation will be used, and if the time to switch from one longwall face to another will be short enough. Objavljeno v VIZINTIN, Goran, VESELIC, Miran, BOMBAC, Andrej, DERVARIC, Evgen, LIKAR, Jakob, VUKELIČ, Zeljko. The development of a "drive-in" filters dewatering system in the Velenje coal mine using finite-element modelling, Acta geotech. Slov., 2009, vol. 6, 1, str. 50-63. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 948575 3. Naslov SLO Monitoring in analiza tresenja tal v Premogovniku Velenje ANG Monitoring and analyses of seismic events at the Velenje coal mine Opis SLO Poglobljena raziskava vzrokov povečanega tresenja tal ja bila narejena ko je bil postavljen mikroseizmični sistem za spremljanje tresljajev na površini, v bližnjih naseljih, pa tudi na odkopih Premogovnika Velenje. Rezultati meritev so bili detajlno analizirani in predstavljeni zainteresirani javnosti skupaj z raznimi standardi in predpisi za varno tresenje tal, ki veljajo v posameznih državah. Poleg tega je bil postavljen tudi sistem za avtomatsko beleženje podatkov o tresenju tal in objavljanjen na spletnih straneh. ANG Complaints due to ground shaking and tremors were regularly addressed to the management of the Velenje Coal Mine. The micro-seismic monitoring system was set up on the surface in the nearby urban areas and also directly in the vicinity of mining activities. Results of these measurements were carefully analysed and openly presented to the public together with various safe vibration limit standards (national standards). The system for automatic publishing of measurements immediately after the event recorded was also set up. Objavljeno v LIKAR, Jakob, DERVARIC, Evgen, MEDVED, Milan, MAYER, Janez, VIZINTIN, Goran. Monitoring and analyses of seismic events at the Velenje coal mine. Acta geotech. Slov., 2008, vol. 5, [No.] 2, str. 20-28.] Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 868703 4. Naslov SLO Analiza geomehanskih procesov odkopavanja premoga z Velenjsko odkopno metodo ANG An analysis of the geomechanical processes in coal mining using the Velenje mining method Opis SLO Obseg in intenzivnost odkopavanja premoga ima vpliv na napetostne in deformacijske spremembe v hribinah in premogovem sloju na širšem območju odkopnega prostora. Način podetažnega odkopavanja premoga zahteva večkratne porušitve krovninskih plasti, ki so večkrat ponovno komprimirane in vsaki posebej predstavljajo krovnino pri odkopavanju od zgoraj navzdol. Ponavljajoči procesi rušenja in komprimacije gledani z gledišča teorije plastičnosti predstavljajo relativno manj raziskano področje. Izdelan je bil numerični model, ki omogoča poglobljene analize geomehanskih procesov. ANG The extent and the intensity of the mining operations impose impacts on the stresses and cause deformation changes in the rocks and in the coal seams on a broader area of excavations. The method of sub-level coal extraction requires multi-caving of the hangingwall layers, which are recompressed, and in sub-level stoping each represents a hangingwall in new longwall. The numerical model which was prepared, allows deeper understanding of the coal exploitation processes relating to the geomechanical processes. Objavljeno v JEROMEL, Gregor, MEDVED, Milan, LIKAR, Jakob. An analysis of the geomechanical processes in coal mining using the Velenje mining method. Acta geotech. Slov., 2010, vol. 7, Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1051231 5. Naslov SLO 3D-analize vpliva togosti primarnega podporja na razvoj pomikov površine med gradnjo predora ANG 3D analysis of the influence of primary support stiffness on the surface movements during tunnel construction Opis SLO Glavni cilj podpornih ukrepov je, da se doseže zmanjšanje deformacij površine, ki je naseljena, na najnižjo možno mero. To je v povezavi s togostjo primarne obloge in učinkovito zaščito izkopnega čela pred procesom razvoja deformacij v hribinskem stebru pred njim. Simulacija gradnje predora v pričujočem primeru je bila izdelana s programskim paketom PLAXIS 3D predor , ki je ustrezen za tovrstne izračune. Vhodni parametri za izračune so bili določeni s 3D povratnimi analizami z uporabo Soft-Soil-Creep (SSC) materialnega modela, ki omogoča upoštevanje časovno odvisnih procesov v hribinah. ANG The main goal to reduce surface settlement on the minimum is connected with stiffness of the primary lining and effective protection excavation face against deformation process realized in rock pillar ahead the excavation. The construction process was modeled with PLAXIS 3D tunnel program. Input parameters were determined by 3D back analyses with Soft-Soil-Creep (SSC) constitutive material model, which takes into account rheological phenomena. Objavljeno v LIKAR, Jakob. 3D analysis of the influence of primary support stiffness on the surface movements during tunnel construction = 3D-analize vpliva togosti primarnega podporja na razvoj pomikov površine med gradnjo predora. RMZ-mater. geoenviron., 2010, let. 57, št. 2, str. 237-250, ilustr., graf. prikazi, tabelel Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1042271 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomsko relevantni rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomsko relevantni rezultat 1. Naslov SLO Prostorska analiza napetostnih in deformacijskih polj območja odkopavanja premoga ANG 3D analysis of stress and strain fields around coal exploitation area Opis SLO V prispevku so prikazani rezultati analiz vpliva napredujočega odkopa premoga na okoliške hribine s 3D numerično metodo končnih diferenc. Geometrična priprava podatkov je bila narejena uporabo računalniškega programa, ki omogoča hitro izdelavo velikih mrež končnih diferenc z več kot 355.500 prostorskih elementov. Obsežne računske simulacije razvoja odkopavanja, ki so bile narejene za potrebe analiziranja vpliva odkopavanja premoga na jamske proge v Premogovniku Velenje so pokazale, da je možno uporabiti več materialnih modelov pri obravnavi večkrat porušene in ponovno komprimirane krovnine. ANG The paper presents the results of analysis of impact advancing longwall coal mining on surrounding rocks using the 3D Finite Difference Method. The geometric data preparation was done using a computer program that allows fast construction of large networks of 3D Finite Difference incl. more than 355,500. Extensive numerical simulations of mining exploitation developments, which have been made for the analysis of impact coal mining on mine road ways in Velenje Mine showed that it is possible to use more constitutive models to analyze several caved and re-compressed hanging wall layers. Šifra F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v JEROMEL, Gregor, LIKAR, Jakob, PANOV, Zoran.. Prostorska analiza napetostnih in deformacijskih polj območja odkopavanja premoga, Zbornik Strokovnega posvetovanja rudarjev in geotehnologov ob 41. Skoku čez kožo, Ljubljana, 03. mali traven 2009. Ljubljana: Slovensko rudarsko društvo inženirjev in tehnikov - SRDIT, 2009, str. 99-106 Tipologija 1.09 Objavljeni strokovni prispevek na konferenci COBISS.SI-ID 904799 2. Naslov SLO Numerične analize geomehanskih procesov pri odkopavanju premoga z uporabo Velenjske odkopne metode ANG Numerical analysis of geomechanical processes in coal mining using the Velenje mining method Opis SLO Podetažno odkopavanje premoga zahteva večkratno porušitev krovnine, ki se vsakokrat ponovno skomprimira tako, da v naslednji spodnji etaži predstavlja krovnino. S sprejetjem geomehanskih principov nastajanja rušnih procesov pri odkopavanju premoga Velenjsko odkopno metodo, je možno ugotoviti medsebojne povezave med geomehanskimi parametri za geološke materiale v zvezi z intenzivnostjo odkopavanja premoga. Pričujoči numerični model, ki je bil razvit, omogoča poglobljene analize geomehanskih procesov, ki se pojavljajo v krovnini, talnini in v sloju premoga pri podetažnem odkopavanju premoga. ANG The method of sublevel coal extraction requires multi caving of the hanging wall ground layers, which are recompressed, and in sublevel stoping each time represents a hanging wall. By accepting geomechanical principals in following caving processes with Velenje mining method by above ground acquisition, there are mutual connections made, between geomechanical parameters of the occurring geological materials in connection with the intensity of coal mining. A present numerical model which was developed, allows deep analyses of geomechanical processes during sublevel coal excavation. Šifra F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v JEROMEL, Gregor, LIKAR, Jakob. Numerical analysis of geomechanical processes in coal mining using the Velenje mining method. V: ZHAO, Jian (ur.). Rock Mechanics in Civil and Environmental Engineering : proceedings of the european rock mechanics symposium (EUROCK) 2010, Lausanne, Switzerland, 15-18 June 2010. Leiden: CRC Press/Balkema, 2010, str. 693- 696, ilustr. Tipologija 1.08 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci COBISS.SI-ID 1044575 3. Naslov SLO Geomehanske analize večkrat porušene in ponovno skomprimirane krovnine pri uporabi Velenjske odkopne metode ANG Geomechanical analysis of multicaved and recompressed hangingwall using the Velenje coal mining method Opis SLO Extensive stress and deformation changes in the surrounding area and in the mine represent a safety hazard for the employees since the supporting system in the mine roadway could collapse. A numerical model, which allows for in-depth analyses of geomechanical processes which occur in the hanging wall, the footwall and in the coal seam during sublevel coal excavation, is broadly applicable and highly relevant for analyzing the intensity and the level of caving processes in sublevel coal mining, and for making realistic plans for coal excavation with workers safety in mind. ANG Velike spremembe napetostno deformacijskih stanj v okolici odkopavanja premoga predstavljajo tveganje za rudarje, saj lahko pride do porušitve v jamskih progah. Uporabljen numerični model, ki omogoča izdelavo poglobljenih analiz geomehanskih procesov v krovnini, premogovem sloju in talnini, ki so posledica odkopavanja, je ustrezen za izvedbo tovrstnih analiz ob upoštevanju intenzitete razvoja odkopa ter služi za realno planiranje pridobivanja premoga ob zagotovljenih predpisanih varnostnih razmerah za rudarje. Šifra F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v JEROMEL, Gregor, LIKAR, Jakob. Geomechanical analysis of multicaved and recompressed hanging wall using the Velenje coal mining method = Geomehaničke analize više puta zarušene i rekompresovane krovine primenom Velenjske metode otkopavanja uglja. V: RISTOVIČ, Ivica (ur.), VULIČ, Milivoj (ur.). Energetsko rudarstvo, nove tehnologije, održivi razvoj : zbornik radova = proceedings. Beograd: Rudarsko-geolološki fakultet Univerziteta u Beogradu, 2010, str. 63-71.] Tipologija 1.08 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci COBISS.SI-ID 1069407 4. Naslov SLO Analiza vplivov visokoproduktivnega odkopavanja premoga na intenzivnost rušenja krovnine ANG Analysis of highproduction coal mining on intensity of hangingwall caving Opis SLO Odkopavanje premoga z visokoproduktivnimi širokočelnimi odkopi povzroča intenzivne porušitve, ki segajo visoko v krovnino. Zasnova in izvedba numeričnega modela, katerega temelj je osnovni grafični model v programu AutoCAD, sta sloneli na nadrobni analizi delovnega procesa in analizi opazovanja rušnih procesov na odkopih. S pomočjo posebne, za ta model izdelane aplikacije, je bila omogočena prevedba modela v ustrezno obliko, ki je prepoznavna računalniškemu programu PFC. ANG Coal extraction by using high productive longwalls causes intensive caving process into the hangingwall ground layers. The design and implementation of a numerical model, which has the basic foundation in graphic design in AutoCAD, are inspired by its detailed analysis observations of the working process in the longwalls. Using specific designed applications, relating to this model, it has been able to transform it to a form, recognized by computer code PFC. Šifra F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v JEROMEL, Gregor, LIKAR, Jakob, DERVARIČ, Evgen, GOLOB, Ludvik. Analiza vplivov visokoproduktivnega odkopavanja premoga na intenzivnost rušenja krovnine. V: KORTNIK, Jože (ur.). Zbornik Strokovnega posvetovanja rudarjev in geotehnologov ob 42. Skoku čez kožo, Ljubljana, 01. april 2011. Ljubljana: Slovensko rudarsko društvo inženirjev in tehnikov - SRDIT, 2011, str. 112-124. Tipologija 1.09 Objavljeni strokovni prispevek na konferenci COBISS.SI-ID 1110367 5. Naslov SLO Računski modeli geomehanskih mehanizmov za varno podetažno odkopavanje premoga v Premogovniku Velenje ANG Computational models of geomechanical mechanisms for safe sublevel coal mining in Velenje Coal Mine Opis SLO Vabljeno predvanje na tuji univerzi (Techische Universitat Clausthal -Germany) je bilo vsebinsko vezano na predstavitev rezultatov raziskovalnega dela na področju raziskav geomehanskih analiz z uporabo numeričnega modela varnega podetažnega odkopavanja premoga v premogovniku Velenje s poudarkom na analizi vplivov na okoliške hribine za različne načine rušenja nadkopnega dela premoga. Rezultati obsežnih izračunov napetosti in derformacij so bili primerjani z izmerjenimi parametri v Premogovniku Velenje. ANG Invited lecture at the Techische Universitat Clausthal - Germany was regarding to explanation of the research results work on geomechanical analysis using numerical model of safe sublevel coal mining at the Velenje Coal Mine with emphasis on influence analysis of different caving process on the sourounding ground layers during the upper part of coal slice was executed. Results of comprehensive numerical analyses were compared with measured parameters in Velenje Coal Mine. Šifra B.04 Vabljeno predavanje Objavljeno v LIKAR, Jakob. Computational models of geomechanical mechanisms for safe sublevel coal mining in Velenje coal mine : [prispevek na] Ljubljana -Universitatswoche 2008, Clausthal, June 10, 2008. Clausthal: Techische Universitat Clausthal, 2008. Predstavitev predavanja v Power point je shranjena v Knjžnici na Naravoslovnotehniški fakulteti, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana Tipologija 1.06 Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci (vabljeno predavanje) COBISS.SI-ID 806495 8. Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 Člani raziskovalne skupine so aktivno sodelovali pri različnih zahtevnih projektih načrtovanja in gradnje cestnih in železniških predorov ter podzemnega odlagališča srednje in nizko radioaktivnih odpadkov. Pri visoko zahtevnih tovrstnih strokovnih delih so s pridom uporabljali izsledke in izkušnje pri uporabi 3D numeričnih modelov in načine vrednotenja geomehanskih parametrov zemljin in kamnin. 9. Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 9.1. Pomen za razvoj znanosti10 SLO_ Usmerjeno raziskovalno delo na projektu s poudarkom na uporabi 2D in 3D numeričnih analiz z uporabo nevezanih elementov je pripomoglo k analiziranju fizikalnih procesov tečenja premoga v odkopni prostor med odkopavanjem premoga. Drugi del analiz je vezan na numerične analize deformacijskh vplivov na okoliške hribine s poudarkom na stabilnosti robov globokih ugreznin nad odkopi premoga, vključno z jamskimi objekti, dajejo celovito informacijo o intenzivnih deformacijskih procesih pri visokoproduktinem odkopavanja premoga. Izvedba geomehanskih meritev in drugih opazovanj omogoča realno primerjavo med izračunanimi in izmerjenimi deformacijskimi parametri v smislu preverjanja aplikativnosti izbranih kompleksnih analiz numeričnega modeliranja. Poleg navedenega je del znanstvenega proučevanja namenjen deformacijskim in stabilnostnim analizam izrazito nagnjenih robov ugrezninskih kadunj, ki so napolnjene z vodo, kot posledice visokoproduktivnega odkopavanja premoga. Te brežine predstavljajo potencialno nestabilna območja okrog pogreznjenih tal z nepredvidljivimi hitrimi procesi plazenja tal, kar je realno nevarno za okolje. ANG_ Oriented research work of the project with emphasis on 2D and 3D numerical analysis with using distinct elements, which allow particles flow in the longwall open space had help to analyzing physical processes of coal exploitation from upper part of stope during longwall advance. The second part of research was done in 3D numerical analysis using FEM in the goal tu determine deformation impact on the surrounding rocks with the emphasis on the stability of the steep edges above the deep coal exploitation areas, including the mine infrastructure, provides the comprehensive information about high intensive stress-strain processes caused by high productivity longwall coal mining. Execution of geotechnical measurements and other observations allow real comparison between the calculated and measured deformation parameters in terms of applicability of selected verification of complex numerical modeling analysis. In addition a part of scientific research aimed to stability analysis of highly sloping edges of the subsidence basin, filled with water as a result of high productivity longwall coal mining. Those slopes are caused potential unstable areas around subsided ground surface regarding with unpredictable fast sliding processes which is real danger for environment. 9.2. Pomen za razvoj Slovenije11 SLO_ Raziskovalni projekt ima velik pomen za Premogovnik Velenje, ki je udeležen kot sofinancer, nadalje za rudarsko stroko in energetski sistem Slovenije, kakor tudi za okoljevarstveno oceno vplivov podzemnega odkopavanja premoga na zaščito okolja. Najprej ima projekt namen, da se z analizami preveri in z realnimi ukrepi zagotovi ustrezne varnostne razmere na samih odkopih v premogovniku. Poleg tega in ne nazadnje je bil namen projekta ugotoviti s kompleksnimi numeričnimi analizami realne vplive visokoproduktivnega odkopavanja premoga na okoliške hribine in površino. Posebej so izpostavljena območja robov ugreznin na površini, kjer se lahko dogajajo progresivni lomi hribinskih plasti v različnih geoloških, hidrogeoloških in geotehničnih razmerah. Ker bo Republika Slovenija tudi v prihodnosti vezana na pridobivanje električne energije v termoelektrarnah, je izpolnjevanje in izboljšanje tehničnih pogojev odkopavanja premoga izjemnega pomena za nemoteno oskrbo porabnikov s premogom. Pri tem je posebej izpostavljen interes za prenos znanja v podobna okolja v republike bivše Jugoslavije in širše v druge države JV Evrope. ANG The present research project has great importance for Velenje Coal Mine who has taken a part of financing, further particularly for Mining Industry, Energetic System of Slovenia and impact assessment of underground coal mining on environmental protection. First of all it is play important rule for the provision of adequate security situation on the continue longwall coal production in the coal mine, using suitable safety measures. Last but not least the second part of project had aim to determine with complex numerical analysis, real impacts of high productivity longwall coal mining on the surrounding rocks and the surface above the mine exploitation areas. Particularly edges of subsidence basin area on the surface were exposed, where can find places with rock fractures progressive layers in various geological, hydro geological and geotechnical conditions. Since the Republic of Slovenia in future will continue linked to electric energy production from the thermal power plants, the improving of technical conditions of coal underground exploitation is critical to keep continue supply of coal to power plant consumers. This was particularly exposed to strong interest in the transfer of knowledge in similar environment areas in the Republics of former Yugoslavia and the wider South Eastern European countries. 10. Samo za aplikativne projekte! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri aplikativnem projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj *> DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov Delno d F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj t> DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj t> DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) 1 Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti ^J F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti ^J F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti ^J F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov .H F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.35 Drugo Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d Komentar 11. Samo za aplikativne projekte! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visoko-šolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O o 0 O G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja o o 0 o G.01.03. Drugo: o o O o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu o ® o o G.02.02. Širitev obstoječih trgov o © o o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o o 0 o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije O O 0 O G.02.05. Razširitev področja dejavnosti ® o o o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o 0 o G.02.07. Večji delež izvoza o © o o G.02.08. Povečanje dobička o o 0 o G.02.09. Nova delovna mesta © o o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih o o o 0 G.02.11. Nov investicijski zagon o 0 o o G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O O 0 O G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti o o 0 o G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o 0 o o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o 0 o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o o 0 o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave ® O O O G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti © o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe ® o o o G.04.06. Drugo: o o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete ® O O O G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj O O 0 O G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura ® o o o G.07.02. Prometna infrastruktura ® o o o G.07.03. Energetska infrastruktura O o 0 o G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva O ® O O G.09. Drugo: o o o o Komentar 12. Pomen raziskovanja za sofinancerje, navedene v 2. točki— 1. Sofinancer Premogovnik Velenje d.d. Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 92.599,00 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 60,00 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. Uvajanje novih postopkov numeričnega modeliranja rušnih procesov pri visokoproduktivnem odkopavanju lignita F.18 2. Objava izvirnega znastvenega članka A.01 3. Uvedba strokovnjakov Premogovnika Velenje v samostojno uporabo programskega paketa F.01 4. Referat na mednarodni in domači znanstveni konferenci B.03 5. Izboljšanje tehnološkega postopka odkopavanja premoga in povečanje varnosti rudarjev F.26 Komentar Raziskave, ki so bile izvedene v okviru tega projekta, so omogočile direktno uporabo 3D modeliranja rušnih procesov pri visoko produktivnem odkopavanju premoga v Premogovniku Velenje za potrebe reševanja izjemno zahtevnih geomehanskih procesov v okolici napredovanja širokočelnega odkopa. Rezultati 3D modeliranja "tečenja premoga" v odkopni prostor so močno izboljšali vedenje o fizikalnih procesih v hribinah pri odkopavanju premoga v večjih globinah. Ocena Rezultati projekta imajo pomemben vpliv na dovršeno tehnološko prilagajanje sodobnim trendom odkopavanja premoga na visokoproduktivnih odkopih s povečano odkopno višino. Prav tako so rezultati izračunov s 3D geomehanskim modelom omogočili boljše osveščanje rudarjev o geomehanskih procesih, ki so vezani na kontinuirno zarušavanje premoga s ciljem zagotavljanja predpisane kvalitete pridobljenega premoga vključno s povečanjem varnosti zaposlenih. 2. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja 1. Sifra 3. 4. 5. Komentar Ocena C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja, za objavo 6., 7. in 8. točke na spletni strani http://sicris.izum.si/ ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: Jakob Likar in podpis vodje raziskovalnega projekta zastopnik oz. pooblaščena oseba RO Kraj in datum: Ljubljana 18.4.2011 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/127 1 Zaradi spremembe klasifikacije družbeno ekonomskih ciljev je potrebno v poročilu opredeliti družbeno ekonomski cilj po novi klasifikaciji. Nazaj 2 Samo za aplikativne projekte. Nazaj 3 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultate in učinke raziskovalnega projekta. Največ 18.000 znakov vključno s presledki (približno tri strani, velikosti pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti pisave 11). Nazaj 5 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta (obrazložitev). V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikosti pisave 11). Nazaj 6 Navedite največ pet najpomembnejših znanstvenih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov v slovenskem in angleškem jeziku (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki) v slovenskem in angleškem jeziku, navedite, kje je objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. PRIMER (v slovenskem jeziku): Naslov: Regulacija delovanja beta-2 integrinskih receptorjev s katepsinom X; Opis: Cisteinske proteaze imajo pomembno vlogo pri nastanku in napredovanju raka. Zadnje študije kažejo njihovo povezanost s procesi celičnega signaliziranja in imunskega odziva. V tem znanstvenem članku smo prvi dokazali... (največ 600 znakov vključno s presledki) Objavljeno v: OBERMAJER, N., PREMZL, A., ZAVAŠNIK-BERGANT, T., TURK, B., KOS, J.. Carboxypeptidase cathepsin X mediates 62 - integrin dependent adhesion of differentiated U-937 cells. Exp. Cell Res., 2006, 312, 2515-2527, JCR IF (2005): 4.148 Tipopologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID: 1920113 Nazaj 7 Navedite največ pet najpomembnejših družbeno-ekonomsko relevantnih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki), izberite ustrezen rezultat, ki je v Šifrantu raziskovalnih rezultatov in učinkov (Glej: http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/sif-razisk-rezult.asp), navedite, kje je rezultat objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov vključno s presledki. Nazaj 9 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja. Nazaj 10 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 11 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 12 Rubrike izpolnite/prepišite skladno z obrazcem "Izjava sofinancerja" (http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/), ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2011-1 v1.01 73-D2-3F-2E-94-59-65-F9-DF-46-BC-B4-9C-E8-22-8C-BA-11-36-16