Pustki górnicze powoduj ące szkody górnicze

Holografia sejsmoakustyczna

Geodezyjne pomiary przemieszcze ń budowli

Interferometria laserowa

Zbigniew Motyka ver.5.1

Skutki prowadzonej eksploatacji górniczej na powier zchni terenu górniczego ujawniaj ą się w postaci:

• wpływów bezpo średnich, przejawiaj ących si ę jako deformacje ciągłe, b ędące rezultatem wybierania zło Ŝa i powstania, a następnie likwidacji pustki poeksploatacyjnej;

• wpływów po średnich: zwi ązanych z drena Ŝem górotworu przez prace górnicze, komprymacj ę odwadnianych warstw trzeciorz ędowych i obni Ŝeniami w wyniku odwodnienia,

• wpływów parasejsmicznych, spowodowanych wstrz ąsami górniczymi

Stare pustki - wpływ na budynki

Pęknięcie ściany posadowionej na starej studni

Luźne grunty - wpływ na budynki

Pęknięcia ściany budynku juŜ tylko na skutek posadowienia na gruntach o róŜnej nośności

Osiadanie terenu: formy deformacji nieci ągłych

[Antoni Goszcz, 1999]

Pustki górnicze

badania radarowe i

mikrograwimetryczne

Pustki górnicze

- propagacja

Przypowierzchniowe pustki górnicze -

wykrywanie

� Technika radarowa� Metoda mikrograwimetryczna� Technika prześwietlania sejsmicznego

Prześwietlanie

sejsmiczne pustek

przypowierz-

chniowych

z*

Źródło podziemnej fali sejsmicznej

Obiekt podziemny

Kwadrat pomiarowy na powierzchni gruntu

ıλοσ+γραµµα = ‘cały’ +’zapis’HOLOGRAM

R

OH

O – obiekt R – wiązka odniesienia H – hologram

Hologram - zapis

Holografia (sejsmo)akustyczna

R

H

O

Obraz rzeczywisty

Holografia akustyczna

O – obiekt R – wiązka odniesienia H – hologram

Laserowa rekonstrukcja obrazu obiektu

R

OH

O

Obraz urojony

Laserowa rekonstrukcja obrazu obiektu

Holografia akustyczna

Obraz rzeczywisty

O – obiekt R – wiązka odniesienia H – hologram

Hologramy akustyczne modelu pustki

Modelowa pustka otoczona blokami ołowiu w betonowym sześcianie o boku 60 cm

Holografia akustyczna

Centralny punkt nadawczy

Siatka odbiorcza

Holografia akustyczna

Hologramy akustyczne modelu pustki

Efekt rekonstrukcji obrazu pustkiz powyŜszego hologramu

Hologram

Obiekt:

Efekt 1-1 prześwietlania:

Holografia akustyczna

Liczba strzelań: 26

Liczba akcelerometrów: 17

Liczba zapisanych sygnałów: 442

Holografia sejsmiczna

Analiza kolejnych danych z prześwietlania sejsmicznego (punkt po punkcie)

Holografia sejsmiczna

Zrekonstruowany obraz pustki

Obiekt

Hologram

Holografia sejsmiczna

2.3. Geodezyjne metody pomiarów (bezwzględnych) poziomych i pionowych przemieszczeń budowli- Pomiary przemieszczeń elementów konstrukcji oraz budowli- Pomiary deformacji geometrycznych (interferometria laserowa) - MoŜliwości wykorzystania satelitarnej techniki pomiarowej GPS- Wpływ deformacji fundamentu na zmianę wartości składowych nachyleń

Metody geodezyjne

Komin przemysłowy

zaznaczono poziomy obserwacji 0 - 5

Metody geodezyjne

Metody geodezyjne

Zestaw pomiarowy:

• 1 - dalmierz laserowy DISTO (Leica)

• 2 - teodolit THEO 015 (Carl Zeiss Jena)

Metody geodezyjnedalmierz laserowy DISTO 5 (Leica)

z wbudowanym pomiarem kąta nachylenia

Metody geodezyjne

dalmierz laserowy DISTO 5 (Leica)

Analiza wyników pomiarów -geodezyjny pomiar górnych naroŜybudynku

Wychylenie przed eksploatacją

Wychylenie w końcowej fazie

Wychylenie w trakcie przechodzeniaeksploatacji pod budynkiem

Silne zmiany wychylenia wieŜy szybowej wywołane obciąŜeniami eksploatacyjnymi; zapis dobowy

Laserowy czujnik drgań i wychyleń

Przykład dobowego wykresu biegunowego wychyleń wieŜy wyciągowej

87,00

88,00

89,00

90,00

91,00

92,00

93,00

94,00

95,00

-95,0 -85,0 -75,0 -65,0 -55,0 -45,0

X [m m ]

Y [

mm

]

W E

N

S 25V-20:00

25V-16:34

25V-4:00

25V2003-16:24

25V-23:00

25V-12:15

25V-15:51

26V-2:00

25V-2:00

25V-15:30

25 maja 2003 r.Laserowy czujnik drgań i wychyleń

31 stycznia 2004 r.

114,7

114,9

115,1

115,3

115,5

115,7

115,9

116,1

116,3

116,5

-32,4 -31,4 -30,4 -29,4 -28,4 -27,4 -26,4 -25,4 -24,4

W <--> E

S <

-->

N

9:306:00

31.01.04

10:30

5:342:0031.01.20046:00

9:30

11:20

14:55

14:58

15:04

8:10

20:0020:00

01:0001.02.2004

19:0020:00

18:0018:00

23:00

Laserowy czujnik drgań i wychyleń

Przykład dobowego wykresu biegunowego wychyleń wieŜy wyciągowej

Optyczne metody interferencyjne

� Interferometria siatkowa� Holografia interferometryczna� Interferometria prąŜkowa� Interferometria plamkowa

(ang.: specle interferometry)

Interferometria laserowa w przemyśle maszynowym

• Interferometr laserowy jest podstawowym narzędziem pomiarowym stosowanym do badań geometrii maszyn zalecanym przez normy ISO 230

Interferometria laserowa w przemyśle maszynowym

7 Sympozjum Techniki Laserowej, Szczecin - Świnoujście, wrzesień 2002

Rzepka J.,Pieńkowski J., Sambor S., Budzyń G., Instytut Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej, Lasertex Sp.z o.o.,LASEROWE UKŁADY POMIAROWE W PRZEMYŚLE MASZYNOWYM

• Interferometr laserowy w zastosowaniach do badań geometrii maszyn

Motyka Z., Główny Instytut Górnictwa,PODWÓJNY ZINTEGROWANY INTERFEROMETR LASEROWY

Optyczne metody interferencyjne

a) b)

Optyczne metody interferencyjneY

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy zaprojektowany do zdalnej kontroli deformacji powierzchni technicznych obiektów przemysłowych

Interferometr dwubarwny

Pojedynczy interferometr laserowy

Laser He-Ne 632 nm

Pojedynczy interferometr laserowy

Laser Nd:YAG (SHG) 532 nm

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

Laser Nd:YAG (SHG) 532 nm

Laser He-Ne 632 nm

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy - zasada działania

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

Laser Nd:YAG (SHG) 532 nm

Laser He-Ne 632 nm

Filtracja

Odfiltrowano składową 532 nm

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

Laser Nd:YAG (SHG) 532 nm

Laser He-Ne 632 nm

Filtracja

Odfiltrowano składową 632 nm

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy

• Z. Motyka i in., Projekt wynalazczy pt. “SPOSÓB ORAZ UKŁAD DO BADANIA KSZTAŁTU I/LUB DEFORMACJI OBIEKTU ” zgłoszony w UP RP dnia: 26.07.2002 r. pod nr P-355 218

• Z. Motyka, PODWÓJNY ZINTEGROWANY INTERFEROMETR LASEROWYKomunikaty 7 Sympozjum Techniki Laserowej, Szczecin - Świnoujście, wrzesień 2002

• Z. Motyka, 2003, DOUBLE INTEGRATED LASER INTERFEROMETER ,Proceedings of SPIE (Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering)

Podwójny zintegrowany interferometr laserowy