VERIFICAREA STABILITATII ORIZONTULUI IX LA SALINA TG OCNA, MINA TROTUS

1.Introducere

Exploatarea sarii in zona Targu Ocna este foarte veche. Documentele scrise atesta existenta exploatarii de cel putin sase secole (1380), dar inceputurile exploatarii sunt insa in mod cert mult mai vechi [10], [35].

Exploatarile miniere vechi- denumite ocne-, deschise pana in a doua jumatate a secolului al XIX-lea au fost executate sub forma de clopot. Cele mai vechi se afla in zona situata la sud de paraul Grebles (partea SV a zacamantului), de unde treptat exploatarea s-a extins spre nord.

Ocnele vechi, unele abandonate cu peste 200 de ani in urma (Ocna din Grebles, Ocna Surpata) si altele aflate in exploatare in secolele al XVIII- lea si al XIX-lea (Ocna Talharilor, Ocna cu Brad, Ocna Cantemir, Ocnele Unite, Ocnita) formeaza un sir de goluri subterane situate intre paraul Grebles si paraul Trifu.

Amplasarea acestor ocne s-a facut in zone ale zacamantului cu coperta mica. Mijloacele tehnice de extractie nu au permis atingerea unor adancimi mai mari de 80-90m, iar conditiile economice nu au permis lasarea unor plansee de protectie pentru suprafata, astfel ca, majoritatea acestor ocne s-au prabusit.

Ocnele cele mai vechi, situate la sud de paraul Grebles sunt in cea mai mare parte prabusite si rambleate pe cale naturala.

La nord de paraul Grebles, la vest si sud-vest de minele Moldova Veche si Moldova Noua a fost conturata o zona exploatata, cu numeroase lucrari miniere subterane insuficient cunoscute. Prin evolutia lor, aceste goluri subterane au afectat si afecteaza in continuare suprafata masivului.

Principalele ocne vechi cunoscute partial, sunt: Ocna Surpata, Ocna Comblata, Ocna Cantemir, Ocna Talharilor, Ocna cu Brad, Ocnele Unite si Ocnita.

Ocnita este situata la nord de Ocnele Unite, in imediata lor apropiere. Perioada de functionare: 1850-1870.

Mina Moldova Veche a fost deschisa din mina Ocnita prin putul Sfantul Constantin. Dupa documentele scrise rezulta ca sarea s-a exploatat in perioada 1870-1941.

Exploatarea sarii s-a realizat prin intermediul a patru camere de forma trapezoidala (camerele Stefan cel Mare, Cindescu, C.Negri si Moldova) amplasate in jurul unui pilier central (lungime 80m, latime 52m, inaltime 83m). Cu exceptia camerei Moldova deschiderea camerelor este de cca. 36m. Grosimea copertei sterile este in medie de 35m_, iar planseul de sare situat deasupra minei variaza Intre 25-30m.

In prezent pe vatra minei Moldova Veche s-a depus un material fin sedimentat si este inundata.

In anul 1891 a fost pusa in functiune galeria de coasta G.401 prin care a fost deschisa mina Moldova Noua.

Mina Moldova Noua are patru camere mari trapezoidale, exploatate in perioada 1936-1968, amplasate in jurul unui pilier central cu latimea de 35m si lungimea de 64m. Inaltimea camerelor a ajuns la 60m.

In 1954, profesorul M.Stamatiu [38] realizeaza un calcul de verificare a dimensiunilor pilierilor de la Moldova Veche (a carei exploatare era deja incheiata) si a dimensiunilor pilierului de la Moldova Noua (a carei exploatare era in curs). In 1959 inaltimea camerelor era de numai 17m, ajungand la concluzia ca pilierii sunt stabili si chiar supradimensionati.

Mina Pilot a fost deschisa din galeria de coasta G.401. Este situata la NE de mina Moldova Noua si a fost exploatata prin camere mici si pilieri la doua orizonturi (+277 si +292.6).

Mina Pilot a functionat in perioada 1967-1970.

Mina Trotus a fost deschisa la sud de minele vechi si la est de ocnele in forma de clopot. Deschiderea s-a facut printr-o galerie de coasta continuata printr-un plan inclinat care traverseaza zona Ocnele Vechi. Metoda de exploatare aplicata este cea cu camere mici si pilieri patrati, camerele avand tavanul boltit. Exploatarea este proiectata sa ajunga la nivelul orizontului XIV (fig.1). In prezent exploatarea se desfasoara la nivelul orizonturilor X si XI.

In paralel cu activitatea de exploatare, prelucrare si comercializare a sarii, la Salina Tg.Ocna s-a dezvoltat in ultimii ani si activitatea de turism.

In mina Pilot, la 130m adancime,a fost amenajata si a functionat in perioada 1974- 9.07.2005 prima baza de turism a Salinei Tg.Ocna.

Din initiativa salariatilor unitatii in perioada 14 aprilie -3 decembrie 1992 in inima masivului de sare a fost realizata prima biserica ortodoxa subterana din Europa, cu hramul Sf. Varvara - ocrotitoarea minerilor. Din data de 11.07.2005 potentialul turistic al Salinei Tg. Ocna s-a concentrat la orizontul IX al minei Trotus.

In aceasta locatie, amplasata la 240m adancime, se pot vizita: biserica "Sfanta Varvara" precum si noua si moderna baza de turism si agrement (cu o suprafata de 13.000 m_­²) ce cuprinde: "Muzeul sarii", terenuri de sport (baschet, mini-fotbal, tenis de camp, tenis de masa), spatii de joaca pentru copii (dotate cu leagane, tobogane, balansoare), lac cu apa sarata si cascada, magazin de suveniruri, terasa, cabinet medical si spatiu pentru gimnastica (fig.1).

In consecinta, calculele de stabilitate vor fi realizate pentru orizontul IX, - metoda de exploatare cu camere si pilieri patrati - [50], [43].

Conditiile orizontului IX sunt urmatoarele:

Adancimea fata de suprafata H = 240 m, din care: grosimea celor 8 orizonturi exploatate in partea superioara 136m, grosimea planseului de tavan este de aproximativ 35 m si grosimea rocilor acoperitoare 70 m.

Dimensiunea camerelor:

Latimea: L_c = 14 - 13 m

Inaltime: I_c = 8 m

Dimensiunea pilierilor:

Latimea L_p = 16 - 17 m

Inaltime: I_p = 8 m

Grosimea planseului dintre etaje h_p = 8 m

2.Caracteristicile geografice si geologice ale zacamantului Tg.Ocna

Din punct de vedere administrativ, zacamantul este situat in perimetrul orasului Targu Ocna, judetul Bacau, pe cursul inferior al paraului Valcica.

Accesul in perimetrul zacamantului este asigurat de calea ferata normala Adjud-Ciceu si de DN Adjud-Comanesti, Bacau - Onesti si Brasov - Onesti.

Geografic, regiunea Targu Ocna este situata la baza versantului estic al Carpatilor Orientali, in zona Subcarpatilor Moldovei. Relieful este accidentat, avand cote cuprinse intre 400-600 m.

Reteaua hidrografica are un caracter convergent, dendriform, fiind in totalitate tributara raului Trotus. Principalii afluenti ai raului Trotus, pe raza orasului Targu Ocna, sunt paraiele: Slanic, Valcele, Carbunarului, Prislop.

In zona, in afara exploatarii subterane a sarii din zacamantul Targu Ocna, Fetele Targului, se exploateaza (in solutie) zacamantul de sare gema Gura Slanic, precum si titei prin cateva schele de extractie [50].

Zacamantul de sare gema de la Targu Ocna se prezinta sub forma unei lame de rabotaj. In zona exploatarii miniere, lama de sare se extinde pe directia N-S pe cca. 1 km, iar pe directia E-V pe cca. 700m. Grosimea masivului de sare atinge valori maxime, in zona central - nordica a zacamantului de cca. 350m fig.2 si 3).

Fig.1. Plan de situatie baza turistica oriz.IX Salina Tg. Ocna

Fig.2. Sectiune geologica prin masivul de sare Tg.Ocna - perimetrul Fetele Targului

Fig.3. Sectiune geologica prin masivul de sare Tg.Ocna - perimetrul Gura Slanic

Masivul de sare de la Targu Ocna este divizat de planul unei falii, situata in zona nordica a zacamantului, in doua compartimente. In cadrul compartimentului, situat la nord de falia transversala, se disting doua lame de sare, una cu pozitie superioara si a doua mai coborata, avand in partea vestica grosimi de cativa metri pana la efilare, care in partea nord-estica se unesc, ajungand la o grosime de cca. 200m, plonjand in adancime si infasurand un sambure de steril cu o grosime in est si nord - est de peste 100m, reducandu-se spre vest la cativa metri.

Compartimentul sudic este mult mai bine cunoscut. In partea estica si vestica a acestuia, masivul de sare este limitat de cate o falie. In zona central - nordica a acestui compartiment, grosimea sarii atinge valori maxime, de cca. 350m. Spre sud zacamantul se lamineaza treptat.

Acoperisul si culcusul acestui ansamblu este denivelat. Grosimea acoperisului variaza de la 42 - 54 m in sud, la l35-161m in partea estica, atingand grosimi de la 179m la 371m inspre nord si nord - est.

Zacamantul de sare gema Fetele Targului - Targu Ocna, este localizat in zona flisului extern, apartinand Carpatilor Orientali din Moldova centrala.

Masivul de sare de la Targu Ocna face parte dintr-o lama de rabotaj smulsa din miocenul unitatii marginale si adusa peste depozitele helvetiene ale unitatii pericarpatice din fereastra Valcele. Formatiunii cu sare de la Targu Ocna i se atribuie varsta acvitaniana.

Din punct de vedere stratigrafic, depozitele sedimentare care apar in zona zacamantului Fetele Targului - Targu Ocna apartin paleogenului, neogenului si cuaternarului. Aceste depozite se dezvolta in trei unitati tectonice:

a. unitatea medio-marginala (unitatea de Tarcau) unde apar formatiuni de varsta paleogena, reprezentate prin depozite eocene si oligocene.

Eocenul este reprezentat prin orizontul grezo-calcaros, avand la partea inferioara unele episoade conglomeratice cu elemente verzi si orizontul stratelor de Plopu, format din alternante de argile cenusii verzui.

Oligocenul este format din nivelul gresiei de Lucacesti, nivelul gresiei de Fierastrau, orizontul marnelor bituminoase si al menilitelor inferioare, orizontul gresiei de Kliwa, orizontul sisturilor disodilice si menilitelor superioare in care se individualizeaza stratele de la Podu - Morii.

Formatiunile eocene si oligocene ale unitatii medio-marginale acopera partial zacamantul de la Targu Ocna. In partea de nord a acumularii de sare se dezvolta solzul Butnarii -Prislop - Stupina, sub care formatiunea sarii se afunda.

La est si sud-est formatiunea sarii se afunda sub petecul solz Chicirla - Fetele Targului, iar la sud sub solzul de la Casa Inginerului

b. unitatea marginala (externa, unitatea de Vrancea) cuprinde depozite miocene inferioare in care este cantonat zacamantul de sare. Prin punerea in loc a lamei de sare, in culcusul si acoperisul zacamantului, la contactul cu sterilul, s-au format depozite de brecie a sarii, cu caracteristici asemanatoare.

Miocenul este reprezentat prin partea sa inferioara (Acvitanian si Burdigalian), cuprinzand stratele de Gura Soimului (sisturi argiloase cenusii, cu intercalatii de gresii si episoade conglomeratice) si formatiunea salifera inferioara, formata dintr-o masa argiloasa cu numeroase blocuri de gresii, argile cenusii si rosii si corpuri de sare gema. Avand in vedere datele geologice regionale, se poate considera ca formatiunea sarii de la Targu Ocna este cuprinsa stratigrafic intre stratele de Gura Soimului si stratele de Borzesti. In continuitate litologica, peste sarea gema urmeaza brecia sarii care este constituita din fragmente de argile, marne sau gresii, prinse intr-un ciment de sare in zonele de sub oglinda sarii (nespalate de apa) si sub forma unei mase slab coezive in zonele in care sarea a fost spalata.

Aceasta brecie, care initial acoperea, probabil, aproape continuu sarea gema, se regaseste in prezent numai in unele foraje la contactul cu sarea gema.

Lipsa de continuitate a breciei se datoreaza tectonicii intense la care a fost supusa formatiunea sarii.

c. unitatea pericarpatica (zona de molasa) apare in fereastra Cucuieti - Valcele - Gura Slanic, fiind reprezentata prin depozite apartinand orizontului rosu (helvetian inferior) si orizontul cenusiu (helvetian superior).

Depozitele orizontului rosu apar la vest de sarea de la Targu Ocna, fiind despartite de aceasta printr-o falie care limiteaza masivul de sare la vest, iar cele ale orizontului cenusiu in partea estica a zacamantului.

Zacamantul de sare gema Targu Ocna, apartine unitatii externe (marginale) care are valoare de autohton in raport cu unitatea medio-marginala care are statut de panza de sariaj

Din punct de vedere petrografic, in perimetrul zacamantului de sare gema de la Targu Ocna apare o gama larga de tipuri petrografice reprezentate prin: conglomerate, brecii, nisipuri, nisipuri argiloase, gresii calcaroase, marne, argile siltitice, argile, gips si sare.

Zacamantul de la Targu Ocna are o forma destul de neregulata formata din lame de sare cu numeroase ingrosari si efilari in alternanta cu bancuri sterile.

Sarea este de culoare alba, cenusiu-albicioasa sau cenusiu-negricioasa cu o structura grauntoasa si textura masiva, uneori rubanata brecioasa. Culoarea cenusie sau negricioasa a sarii este data de aportul de material terigen din timpul precipitarii sarii.

Culcusul sarii este format din depozite acvitaniene alcatuite din argile cenusiu-negricioase, uneori siltitice si gresii cenusiu-albicioase usor micacee, uneori cu sare sau gips pe fisuri si depozite helvetian superioare, apartinatoare orizontului cenusiu, formate din gresii cuartoase cenusii, dure, compacte in alternanta cu gresii mai friabile si argile cenusii-negricioase.

In acoperisul sarii urmeaza in continuitate litologica brecia sarii, constituita din elemente de argile, marne sau gresii, prinse intr-un ciment de sare in zonele de sub oglinda sarii (nespalate de apa) si sub forma unei mase slab coezive in zonele in care sarea a fost spalata. Peste brecia sarii urmeaza depozite acvitaniene formate din nisipuri argiloase si argile nisipoase galbui-maronii- vinetii, cu intercalatii de gresii, uneori gresii silicioase. Depozitele eocene si oligocene apartinatoare panzei medio-marginale, care acopera partial formatiunea sarii in partea nordica si sud-estica a zacamantului, sunt predominant grezoase si grezo-calcaroase subordonat argiloase sau brecioase.

Formatiunea sarii de la Targu Ocna apartine unitatii externe (marginale) care are valoare de autohton in raport cu unitatea medio-marginala care are statut de panza de sariaj. In culcusul depozitelor salifere exista, de asemenea, un contact anormal de sariaj prin care formatiunea salifera intra in contact cu depozitele miocene ale unitatii pericarpatice.

In cadrul corpului de sare apar importante zone cu aport de material terigen, formate din benzi de brecii cu elemente argiloase, argilo-grezoase cenusiu verzui-negricioase, rareori cu sare, gresii silicioase fine, usor micacee, argile sistoase negricioase si vinetii, siltite cenusii si nisipuri cenusii, galbui si cenusiu vinetii. Astfel de intercalatii sterile apar in special in partea nordica a zacamantului, putand avea dimensiuni de peste 100m, atat pe orizontala, cat si pe verticala.

Individualizarea celor trei unitati structurale prezentate s-a produs succesiv de la vest spre est, pe linii de fracturi directionale profunde, care au reprezentat si plane de sariaj spre est. Directia generala a cutelor este nord-sud.

Zacamantul Targu Ocna are forma unei lentile alungite pe directia nord-sud cu urmatoarele dimensiuni: lungime 1-1,2km, latime 0,7km si o grosime in zona centrala de 0,35km. In zona nordica lentila se desface in digitatii incluzand intre ele un sambure de steril.

Din punct de vedere tectonic, in partea nordica zacamantul este faliat avand compartimentul nordic scazut. Lateral, in partea vestica si estica, lentila de sare gema este marginita de falii.

Acoperisul zacamantului este ondulat si prezinta o tendinta de ridicare spre nord. Culcusul zacamantului este puternic denivelat fiind interceptat de sondele pentru cercetare geologica, la cote foarte variate.

Din punct de vedere hidrogeologic, zacamantul Targu Ocna, comparativ cu alte zacaminte similare din tara are conditii normale. De la inceputurile exploatarii sistematice ale acestui zacamant si pana in prezent, masurile pentru protectia zacamantului impotriva apelor au constituit o preocupare permanenta.

Apele subterane in perimetrul cercetat se grupeaza in doua complexe:

Complexul superior este cantonat in sedimentele cuaternare acoperitoare fiind alcatuite din depuneri deluviale argiloase cu permeabilitate redusa. Panza acvifera a acestui complex este discontinua, cu frecvente intreruperi atat pe orizontala cat si pe verticala. Grosimea stratului acvifer si a nivelului hidrostatic sunt foarte variabile.

Complexul inferior este cantonat in sedimentele miocene si de flis, reprezentate prin depozite cu permeabilitate foarte redusa.

In culcusul zacamantului si in zacamant nu apar ape. Pe spinarea sarii nu exista o zona preferentiala de scurgere a apelor. Prabusirea ocnelor vechi este provocata in special de infiltrarea apelor prin puturile de exploatare.

In evolutia conditiilor hidrogeologice a zacamantului un factor important il reprezinta solubilitatea mare in apa a mineralelor saline. Contactul direct al sarii geme cu apele cantonate in stratul acvifer din acoperisul zacamantului a dus la dezvoltarea fenomenelor carstice superficiale pe spinarea sarii si surpari ale depozitelor acoperitoare.

Un pericol real, din punct de vedere al posibilitatilor de patrundere a apelor de la suprafata pana la spinarea sarii, in interiorul masivului de sare si in lucrarile subterane il constituie lucrarile miniere (vechi si noi) care intrerup continuitatea acoperisului, dar si prezenta eventualelor falii, avand in vedere tectonica destul de framantata a masivului.

Pozitia grupata a ocnelor vechi, grosimea redusa a unora dintre pilieri si legaturile subterane existente intre ocne au creat conditii favorabile infiltrarii apelor din orizontul freatic in subteran, slabind stabilitatea acestora si influentand negativ procesele geomorfologice de la suprafata (surpari, prabusiri).

Zacamantul de sare gema Targu Ocna, din punct de vedere hidrologic, se situeaza in bazinul hidrografic al raului Trotus, pe versantul stang al vaii Valcica. Versantul pe interfluviul dintre paraul Trifu si paraul Grebles are o lungime medie de 1832,5m. Latimea maxima a interfluviului se afla pe partea superioara, intre varfurile Pietrosul si Chicirla-1275m. Latimea minima a interfluviului se afla in zona inferioara a celor doua parauri si este de cca. 300 m. Inaltimile maxime ale interfluviului se afla pe linia de cumpana a apelor si variaza intre 560,35m si 437,80m. Cotele minime se afla in albia raului Valcica.

Perimetrul este acoperit cu padure de foioase si pe alocuri de conifere. In partea superioara a interfluviului o suprafata importanta este acoperita cu pasuni. In zona Ocnelor Vechi, terenurile sunt afectate de alunecari si sunt neproductive.

a. Apele de suprafata temporare sunt alimentate direct de precipitatiile atmosferice sau izvoare temporare.

b. Apele de suprafata permanente sunt reprezentate prin izvoare, paraurile Trifu, Grebles, Valea Sarata si "lacurile" situate in depresiunile ocnelor vechi (Ocna Surpata, Ocna cu Brad).

Din datele rezultate din foraje si din rezultatele analizelor efectuate in laborator asupra probelor recoltate din foraje, rezulta ca depozitele din acoperisul sarii se caracterizeaza prin:

continut ridicat al fractiunilor argiloase, intre 37 si 60 %, (in majoritatea cazurilor peste 50 %);

dupa valoarea indicelui de plasticitate, I_p > 30, majoritatea probelor se incadreaza in categoria argilelor grase;

prin continutul de CaCO₃ sedimentele se incadreaza in categoria argilelor marnoase;

umiditatea naturala a probelor a fost variabila de la un foraj la altul si diferit la acelasi foraj pe verticala.

3.Caracteristicile geomecanice ale sarii de la Tg. Ocna

Pentru cunoasterea caracteristicilor geomecanice de la Tg.Ocna au fost realizate destul de multe incercari, incepand cu incercarile efectuate de catre prof. M. Stamatiu [37], [38] si terminand cu incercarile realizate de catre S.C. ICPMN - Cluj-Napoca, Universitatea din Petrosani etc. [8], [16], [40]. Marele dezavantaj al acestor incercari este acela ca ele nu au fost realizate sistematic si nu au fost corelate. De aceea, se vor prezenta sub forma tabelara (tabel 1) valorile medii determinate pana in prezent, acceptand in calcule valorii medii

Tabel 1. Principalele caracteristici geomecanice ale sarii de la Tg.Ocna - Trotus

In ceea ce privesc caracteristicile reologice, acestea sunt prea putin cunoscute, singurele incercari fiind realizate de ICEMIN Bucuresti si Universitatea din Petrosani [3], [8], [16], [40], rezultatele obtinute fiind redate in tabel 2 si in fig. 4.

Tabel 2. Parametrii reologici ai sarii geme de la Tg.Ocna

Fig.4. Comportarea reologica a sarii de la Tg.Ocna

In urma acestor incercari se pot desprinde urmatoarele concluzii:

Caracteristicile fizice ale sarii sunt in general cele acceptate pentru sarea gema din Romania cu .

In ceea ce privesc rezistentele mecanice, acestea respecta - cu mici abateri - rapoartele prezentate in tabel 3.9.

Si caracteristicile elastice se incadreaza in aceste limite - pentru sarea gema din Romania - redata in tabel 3.20.

In ceea ce privesc caracteristicile reologice - desi insuficiente ca numar de determinari - si studiind dependenta dintre viteza de deformare - grad de solicitare, se concluzioneaza ca sarea de la Tg.Ocna prezinta toate cele trei zone caracteristice si anume:

I. zona de stabilitate, corespunzatoare unui grad de solicitare, care se extinde intre .

II. zona de stabilitate relativa corespunzatoare unui grad de solicitare

III. zona de instabilitate corespunzatoare unui grad de solicitare

Aceste ultime concluzii vor sta la baza verificarii stabilitatii elementelor de rezistenta, camera, pilier, planseu.

Adancimea maxima de exploatare

Mina Trotus, de la Salina Tg.Ocna, fiind o mina de adancime relativ mare este absolut necesar sa se verifice adancimea pana la care exploatarea se poate face in conditii de siguranta. Mai exact, pentru scopul lucrarii de fata este importanta determinarea parametrilor de stabilitate ai orizontului IX - orizont utilizat in scopuri turistice.

Pentru stabilirea adancimii maxime de exploatare in cazul minei Trotus, unde sarea are si , adancimea teoretica va fi: 1180m.

Pentru un coeficient de siguranta n = 3,5 adancimea practica de exploatare va fi :

Cu luarea in considerare a acestei valori, rezulta ca exploatarea in deplina siguranta poate fi realizata pana la adancimea maxima de 340 m.

Daca se tine seama de faptul ca pe langa conditiile de rezistenta, stalpii trebuie sa indeplineasca si conditia de deformare, atunci: pentru sarea de la mina Trotus, care are limita elastica , iar , rezulta: .

Cum orizontul IX se gaseste la o adancime H = 240 m, sarea de aici intra in domeniul deformatiilor plastice mici pentru care si .

Rezulta:

Din relatia 2.1, pentru sarea de la mina Trotus (oriz.IX) cu:, , m = 4 si pentru = 45^o , rezulta: H = 283m

Aceasta reprezinta adancimea de la care in jos, sarea trece de la comportamentul elastic la comportamentul elasto-plastic, iar deformatiile intra in domeniul celor plastice mici.

5.Verificarea stabilitatii camerelor, a pilierilor si a planseului de la oriz.IX al minei Trotus- salina Tg. Ocna

5.1.Verificarea stabilitatii camerelor

5.1.1.Verificarea deschiderii camerelor

Dupa Procedeul W.Ritter

Pornind de la relatia 2.2 si luand in considerare caracteristicile geomecanice ale sarii de la Tg. Ocna-Trotus (tabel 1) la un coeficient de siguranta n = 4, rezulta:

Din relatia 2.3 pentru deschiderea reala a camerelor d = 14m, rezulta coeficientul de siguranta n = 16, care arata o stabilitate foarte buna a acestor camere.

Dupa Procedeul M.M.Protodiakonov

Aplicand relatiile lui Protodiakonov rezulta ca deschiderea maxima admisibila calculata cu acest procedeu este mai mare decat in cazul aplicarii procedeului W.Ritter si, in consecinta, stabilitatea este asigurata.

De altfel, conform relatiei 2.5 se obtine coeficientul de siguranta n = 22, corespunzator semideschiderii camerelor a = 7m, mult mai mare decat dupa procedeul W.Ritter.

5.1.2.Verificarea lungimii camerelor

Din relatia 2.6 rezulta ca pentru o deschidere m, lungimea camerelor poate fi . Pentru un coeficient de siguranta n = 5 deschiderea limita a camerelor are valoarea: d = 38m.

Cu alte cuvinte, pentru orice valoare a deschiderii camerelor mai mica de 38m, lungimea camerelor poate fi infinita

Cum, camerele au deschideri de 13-14 m, rezulta ca lungimea acestora poate fi infinita

Daca in relatia 2.7 se introduc d = max.14m, si caracteristicile geomecanice ale sarii de la Tg. Ocna-Trotus (tabel 1) se obtine n = 13,5.

5.1.3.Verificarea inaltimii camerelor

Pentru:,,, n = 4 rezulta:

u = 14,15 si v = 23,58.

Din relatia 2.32 se obtine: h = 25m.

Cum camerele dreptunghiulare au inaltimi de 8 m, mergand pana la 20 m in cazuri deosebite, rezulta ca stabilitatea acestora - din punct de vedere al inaltimii - este asigurata.

Coeficientul de siguranta real pentru o inaltime maxima h = 20m se determina din relatiile 2.33 si 2.34 din care rezulta: A = 101,89 si B = 497,28, iar n = 4,7.

Din aceleasi relatii, pentru inaltimea h = 8m, rezulta: A = 254,72 si B = 3108,03, iar

n = 11,7

5.2.Verificarea stabilitatii pilierilor

In cazul salinei Tg.Ocna-Trotus trebuie sa se verifice pilierii de protectie a abatajelor - pilierii de etaj- care au rolul de a mentine conditii normale de securitate pana la terminarea lucrarilor sau pe termene foarte lungi daca se pune problema de protectie a suprafetei.

Dupa Procedeul V.V. Sokolovski-K.V.Ruppeneit

Se iau, pe langa caracteristicile geomecanice ale sarii (v.tabel 1), si urmatoarele date de intrare:

L_c- latimea camerei:14m;

h_c - inaltimea camerei: 8 m;

I_p - inaltimea pilierului: 8m;

L_p- latimea pilierului: 16m;

- grosimea planseelor dintre etaje: 8 m;

n' - numarul etajelor/orizonturilor deja exploatate: 8;

- coeficient de extractie a sarii de la orizonturile superioare 0,5;

H- adancimea oriz. IX fata de suprafata: 240m

Tensiunea efectiva reala, care ia nastere in pilier, va fi:

, unde:

se determina din relatia 2.43: 16,92 MPa

- tensiunea descarcata de pe pilier din cauza sarii extrase din orizonturile superioare oriz.IX.: 1,36 MPa

In consecinta:

= 15,56 MPa.

Pentru determinarea tensiunii limita , conform relatiei 2.41, este necesar sa se cunoasca valoarea coeziunii din masiv, C_m= 65daN/cm² = 6,5MPa, care a fost determinata cu ajutorul infasuratorii cicloidei, (fig.5) precum si valoarea parametrului = 26, determinat din fig.2.9(si ).

Fig.5. Infasuratoarea cicloida pentru sarea de Tg.Ocna

In urma efectuarii calculelor rezulta:

In conformitate cu relatiile 2.45 si 2.46, rezulta:

0,22 si

Comparand aceste date cu cele prezentate in tabel 2.2. si cu concluziile rezultate din fig.4. rezulta ca durata de stabilitate a pilierilor este mai mare de 20 de ani.

Dupa Procedeul M.Stamatiu

In conformitate cu relatia 2.47 si pentru caracteristicile geomecanice din tabel 1, rezulta:

d₁= L_p= 9,56m,

Daca se va lua in considerare rezistenta de rupere la compresiune obtinuta de prof. M.Stamatiu pe cuburi cu latura de 10 cm si care este de 287 daN/cm² rezulta o latime necesara a pilierului de L_p = 10,5 m.

Pilierii de la oriz.IX, avand latimea de L_p = 16 m, rezulta ca acestia prezinta o anumita rezerva de rezistenta.

5.3.Verificarea stabilitatii planseului

Prezenta lucrare isi propune sa verifice dimensiunilor planseului de etaj de la oriz.IX.

Planseul va fi consederat ca o placa patrata incastrata pe contur, cu datele de intrare:

B = 3,22 (tabel 2), a = 1,3, L_c = 14 m, ,pentru un coeficient de siguranta n = 4 si q_s - incarcarea suplimentara creata de greutatea sarii rezultata la o impuscare si care se repartizeaza pe o latime de 5-8 m (q') precum si de greutatea utilajelor care se afla pe planseu (camioane, masini de incarcat, de perforat etc.) (q").

Considerand saltul la o impuscare, L=1,8 m, rezulta: q₁ =148 1,8 2,1 = 4230kN . Daca la impuscare sarea se imprastie pe o latime de 8 m, rezulta: S = 148 = 112 m².

Deci:

Daca in frontul de lucru se vor gasi simultan la incarcare doua masini a 26t = 260kN fiecare(10t incarcatura utila si 16t greutatea proprie), rezulta:

Deci, incarcarea suplimentara va fi de:

Daca se vor lua in considerare si greutatea altor utilaje existente in front, se poate aprecia: .

Cu aceste date din relatia 2.60 rezulta: h5m

Cum planseul are grosimea de 8 m, iar din calcul, pentru un coeficient de siguranta n = 4, a rezultat o grosime necesara de numai 5 m, in conformitate cu tabel 2.5, planseul rezista pe o perioada mai mare de 70 de ani.

Daca se ia in considerare relatia 2.67, rezulta: h = 4,15m (pentru un coeficient de siguranta

n = 5).

In cazul de fata, camerele fiind boltite, grosimea nominala a planseului, asa cum s-a aratat in paragraful 2.4.1, rezulta din:

unde:

Pentru a = 7 m, f = 2,5 rezulta h = 2,8 m si de aici S_n= 84 de unde rezulta: m.

In aceasta situatie planseul este bine dimensionat deoarece din calcule a rezultat h = 5 m.

Pentru determinarea exacta a coeficientului de siguranta, corespunzator grosimii reale a planseului, se utilizeaza relatia 2.66 cu urmatoarele date de intrare: B = 3,22, a = 1,3, h =8m, ,,L_c==14m,si .

Dupa efectuarea calculelor se obtine: n = 7,4.

Din relatia 2.68 rezulta: n = 9,

Asadar, planseul de etaj de la oriz. IX are o stabilitate foarte buna.

Concluzii finale

Datorita unor cauze prea putin cunoscute - dimensionarea necorespunzatoare, infiltratii de apa, subdimensionare pilieri etc. - ocnele vechi sub forma de clopot, respectiv camerele mari trapezoidale, sunt in totalitate prabusite, astfel incat la ora actuala, pentru turism este folosit orizontul IX realizat prin metoda de exploatare cu camere mici si pilieri patrati.

Din punct de vedere al caracteristicilor geomecanice, sarea de la Tg.Ocna se incadreaza in general in cele cunoscute pentru sarea gema din Romania, iar din punct de vedere reologic, studiind dependenta dintre viteza de deformare si gradul de solicitare, sarea de la Tg.Ocna prezinta toate cele trei zone caracteristice.

Se concluzioneaza, de asemenea, ca adancimea de aproximativ 300 m reprezinta o adancime peste care orice problema de dimensionare a elementelor de rezistenta trebuie facuta cu mare precautie.

Calculele de stabilitate a oriz. IX, care se afla la o adancime de 240 m fata de suprafata, arata ca, atat camerele, pilierii cat si planseul de tavan prezinta stabilitate atata timp cat nu intervin alti factori perturbatori naturali sau antropici.