Odporność udarowa kotew górniczych

Monografia jest podsumowaniem działalności naukowej jej autora w zakresie badań kotew przy obciążeniu dynamicznym o charakterze impulsowym (udarowym), którą nieprzerwanie od dwudziestu lat prowadzi w Głównym Instytucie Górnictwa. Inspiracją do napisania monografii była chęć zebrania wyników badań odporności udarowej różnych typów kotew górniczych, których rola w polskim i światowym górnictwie ciągle rośnie. Tematyka odporności udarowej kotew jest szczególnie ważna dla bezpieczeństwa pracy w kopalniach głębinowych węgla kamiennego i rud metali, gdzie na skutek wzmożonych naprężeń w górotworze i działalności górniczej, występują wstrząsy górotworu i tąpania. W monografii przedstawiono nowe wyniki badań kotew obecnie stosowanych w kopalniach na całym świecie, jak również wyniki badań już opublikowane w polskich i zagranicznych czasopismach, rozszerzone o dodatkowe wykresy, obliczenia i analizy dotyczące energii pochłanianej przez kotwy oraz właściwości mechanicznych stali przy obciążeniu dynamicznym. Nowością w monografii są przedstawione analizy i wyznaczone zależności pozwalające na określenie różnic między statycznymi a dynamicznymi przebiegami obciążenia i energią pochłanianą przez kotwy oraz modele matematyczne siły tarcia wewnętrznego i wydłużenia żerdzi kotwy przy obciążeniu udarowym. W monografii przedstawiono różnice odporności udarowej konstrukcji różnych typów żerdzi i gatunków stali przy dużych prędkościach odkształcania żerdzi wykonanych w postaci: prętów gładkich i żebrowanych, prętów żebrowanych spiralnie z gwintem na całej długości, żerdzi wykonanych z profilów rurowych z gwintem falistym oraz kotew linowych i strunowych. Określono również energię pochłanianą przez kotwy do momentu ich zniszczenia przy wielokrotnym obciążeniu, co jest szczególnie istotne w przypadku, gdy kotwy pracują w warunkach znacznej aktywności sejsmicznej górotworu. Zaprezentowano wykorzystanie kamery termowizyjnej do lokalizacji miejsc niebezpiecznych w konstrukcji kotwy podczas badań i analizy rozkładu temperatury na długości badanej kotwy. Analizę wytrzymałościową wzbogacono ponadto o obserwacje z kamery cyfrowej, którą rejestrowano przebiegi prób. Pozwoliło to na określenie charakteru zniszczenia elementów kotew i zjawisk dynamicznych zachodzących podczas prób, które ze względu na krótkotrwały charakter, nie były możliwe wcześniej do uchwycenia przez badaczy.