Mining-induced seismicity of a seam located in rock mass made of thick sandstone layers with very low strength and deformation parameters

• Autorzy: Drzewiecki J. , Myszkowski J.

Identyfikatory

DOI

10.1016/j.jsm.2018.08.002

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of calculations and analyses aimed at explaining the cause and mechanism of strong seismic events E≥10⁵ J (local magnitude, M_l≥1.7). Their source are thick and at the same time weak layers of sandstone, theoretically unable to accumulate elastic energy during the exploitation of the seam 209 in hard coal mine Ziemowit in the edge area of seams 206/1, 206/1-2 and 207. In the developed method of forecasting the pressure/stresses in the areas of the rock mass, which are affected by mining exploitation, the formulas linking the results of geophysical measurements of the longitudinal wave anomaly to the pressure values in its impact zone are used. This method was used to locate areas where elevated pressure occurred compared to gravitational pressure, which had a decisive impact on confinement of layers affected by mining exploitation. In such areas the level of confinement/stiffening of the layers is very high, that is why their deformation in the direction of the gobs is limited. In the case of a formation of a large area of gobs, large-size rock blocks are formed in the rock mass, whose mining-induced separation causes their the impact on the ground. Seismic energy accompanying this event is a function of the impact energy reduced by damping resulting from the physiomechanical properties of the cracked substrate.

Słowa kluczowe

EN

coal seam exploitation; thick-layered rock mass structure; mining-induced separation of roof layers; large size blocks; seismic activity

PL

eksploatacja pokładów węgla; grubowarstwowa struktura masy skalnej; bryła nadwymiarowa; aktywność sejsmiczna

• Wydawca: Elsevier ; Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Journal of Sustainable Mining
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 17, iss. 4
• Strony: 167--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Drzewiecki J.

• Department of Rockburst and Rock Mechanics, Central Mining Institute, Katowice, Poland

autor

Myszkowski J.

• Department of Rockburst and Rock Mechanics, Central Mining Institute, Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Dembowski, W. (1972). Ogólne dane o Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. [General data on the Upper Silesian Coal Basin]. Karbon Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prace Instytutu Geologicznego, 61, 9-22.
• 2. Drzewiecki, J. (2002). Prędkość eksploatacji a zagrożenie wyrobisk górniczych zjawiskami dynamicznymi [The mining extraction rate vs. the hazard in mine workings presented by dynamic effects]. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, (1), 18-21.
• 3. Drzewiecki, J. (2004). Wpływ postępu frontu ściany na dynamikę niszczenia górotworu karbońskiego. [The impact of longwall font advance on the dynamics of the destruction of the Carboniferous rock mass]. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa no. 860. Katowice: Główny Instytut Górnictwa.
• 4. Drzewiecki, J. (2009). Prawdopodobieństwo zniszczenia wyrobiska górniczego w następstwie wstrząsu sejsmicznego [The probability of destroying a mine working following a seismic tremor]. Górnictwo i Geoinżynieria, 33(1), 125-132.
• 5. Drzewiecki, J., & Iwaszenko, S. (2008). Skomputeryzowane prognozowanie energii zjawisk dynamicznych indukowanych eksploatacją górniczą wraz z prognozą niszczącego zasięgu wstrząsu sejsmicznego [Computerized energy forecasting of mining-induced dynamic events together with the forecast of destructive seismic tremor range]. Przeglad Górniczy, 64(4), 18-25.
• 6. Dubiński, J. (1989). Sejsmiczna metoda wyprzedzającej oceny zagrożenia wstrząsami górniczymi w kopalniach węgla kamiennego [A seismic method for ex ante threat assessment of of mining tremors in coal mines]. Prace GIG, seria dodatkowa. Katowice.
• 7. Dubiński, J., & Konopko, W. (2000). Tąpania - ocena - prognoza - zwalczanie. [Rockburst - evaluation - forecast - fighting]. Katowice: Główny Instytut Górnictwa.
• 8. Gibowicz, S. (1989). Mechanizm ognisk wstrząsów górniczych [mechanism of seismic events induced by mining]. Warszawa, Łódź: PWN.
• 9. Goszcz, A. (1999). Elementy mechaniki skał oraz Tąpania w Polskich kopalniach węgla i miedzi. [Elements of rock mechanics and Rockbursts in Polish coal and copper mines] Wyd. Kraków: Kraków Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
• 10. Gustkiewicz, J., Bromek, T., Dubiński, J., Gołębiowski, T., Kanciruk, A., Mazurek, J., et al. (1999). Własności fizyczne wybranych skał karbońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego [Physical properties of selected Carboniferous rocks of Upper Silesian Coal Basin]. Kraków: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
• 11. Konopko, W., Kabiesz, J., Merta, G., Makówka, J., Szubert, S., & Zehnal, J. (1997). Ukierunkowane hydroszczelinowanie skał i możliwości jego wykorzystania [Directional hydrofracturing of rocks and its possible use] Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa no. 824. Katowice: Główny Instytutu Górnictwa.
• 12. Lurka, A. (2008). Location of high seismic activity zones and seismic hazard assessment in Zabrze Bielszowice coal mine using passive tomography. Journal of China University of Mining & Technology, 18(2), 177-181.
• 13. McGarr, A., Spottiswoode, S. M., Gay, N. C., & Ortlepp, W. D. (1979). Observations relevant to seismic driving stress, stress drop, and efficiency. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2251-2261.
• 14. Mutke, G., Lurka, A., & Dubiński, J. (2009). Seismic monitoring and rock burst hazard assessment in deep polish coal mines - Case study of rock burst on April 16, 2008 in Wujek-Śląsk Coal Mine. In C. A. Tang (Ed.). 7th International Symposium on Rockburst and Seismicity in Mines (RASiM 7): Controlling Seismic Hazard and Sustainable Development of Deep Mines (pp. 1413-1424). New York: Rinton Press.
• 15. Myszkowski, J. (1996). Ukierunkowane szczelinowanie skał techniką strzelniczą [Directional fracturing of the rocks with shooting]. Tąpania '96: Chodniki i przecinki ścianowe w warunkach zagrożenia tąpaniami. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, Seria Konferencje, no. 16 (pp. 57-66). Katowice: Główny Instytutu Górnictwa.
• 16. Pawłowicz, K. (1996). Strzelania torpedujące jako metoda zapobiegania tąpaniom [Torpedo shooting as rockburst prevention method]. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, no. 803. Katowice: Główny Instytutu Górnictwa.
• 17. Stec, K. (2015). Geomechanical conditions of causes of high-energy rock mass tremors determined based on the analysis of parameters of focal mechanisms. Journal of Sustainable Mining, 14(1), 46-55. https://doi.org/10.1016/j.jsm.2015.08.008.