Analiza regionalnej aktywności sejsmicznej rejestrowanej w polskich kopalniach węgla kamiennego w latach 1995-2020 na tle warunków geologiczno-górniczych

• Autorzy: Mirek Adam , Król Krzysztof , Dzik Grażyna

Warianty tytułu

EN

Analysis of regional seismic activity recorded in 1995-2020 in Polish coal mines of the Upper Silesian Coal Basin on the background of geological and mining conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania sejsmologiczne na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego sprowadzają się do obserwacji prekursorów/symptomów i zrozumienia efektów związanych z powstawaniem wstrząsów. Natomiast badania złożonych oddziaływań górotworu pozwoliły na określanie warunków powstawania wstrząsów eksploatacyjnych i regionalnych. Naprężenia tektoniczne i eksploatacyjne, eksploatacja węgla na głębokościach większych niż 1000 m i w sąsiedztwie stref uskokowych oraz skomplikowane warunki geologiczno-górnicze mogą powodować uaktywnienie się powierzchni nieciągłości w wyniku naprężeń spowodowanych deformacjami warstw skalnych. Prowadzi to do pojawienia się wstrząsów o energiach większych od 107 J. Analizy wstrząsów wysokoenergetycznych pokazują, że na przestrzeni 25 ostatnich lat, mimo zmniejszania wydobycia, wraz ze zwiększeniem się głębokości eksploatacji liczba silnych wstrząsów wywołanych naprężeniami tektonicznymi (107-109 J) oraz eksploatacyjnymi (> 105 J) sukcesywnie zwiększa się.

EN

Seismological research in the area of Upper Silesian Coal Basin consists on observation of precursors/ symptoms of shock generation and understanding of their effects. Studies of complex impacts of rock mass provided a background for determining the conditions for the formation of exploitation and regional seismic shocks. Tectonic and exploitation stresses, extraction of coal seams at higher depths, operation in the vicinity of fault zones, often complex geological-mining conditions result in the activation of discontinuity surfaces due to stress caused by deformation of rock layers. It causes the emergence of strong shocks of energy above 107 J. Analyses of high- -energy shocks, both of mining and tectonic-mining (so-called regional shocks) origin on the background of changing operating conditions, which, as a result, creates an image of periodically changing seismic activity and location of strong shocks. Observation results show that, despite declining coal extraction, with an increase of exploitation depth the number of strong shocks caused by tectonic stress (107-109 J) and exploitation stress (> 105 J) has been steadily increasing over the last 25 years. The application of mining and seismic experience, as well as the rese¬arch and work of scientific institutions, is a very good source of information for further scientific analyses leading to forecasting the presence and size of seismic energy associated with strong regional and exploitation shocks.

Słowa kluczowe

PL

wstrząsy eksploatacyjno-regionalne; wstrząsy eksploatacyjne; aktywność sejsmiczna; zagrożenie sejsmiczne

EN

operational-regional shocks; operating shocks; seismic activity; seismic hazard

• Wydawca: Wyższy Urząd Górniczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 9
• Strony: 2--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Mirek Adam

• Wyższy Urząd Górniczy, Katowice

autor

Król Krzysztof

• Wyższy Urząd Górniczy, Katowice

autor

Dzik Grażyna

• Wyższy Urząd Górniczy, Katowice

Bibliografia

• 1. Dubiński J., Lurka A., Mutke G., Stec K.: Charakterystyka sejsmiczności obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [w:] Zuberek W.M., Jochymczyk K. (red.): Geneza i charakterystyka zagrożenia sejsmicznego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, Prace Nauk. UŚ, nr 2764, Katowice 2010, s. 45-49.
• 2. Gibowicz S.J., Kijko A.: An introduction to mining seismology. Academic Press Inc., San Diego-New York 1994.
• 3. Gibowicz S.J., Lasocki S.: Seismicity induced by mining: ten years later. Advances in Geophysics 2001, no. 44, S. 39-181.
• 4. Idziak A.: Badanie rozkładu epicentrów silnych wstrząsów w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, [w:] Zuberek W.M., Jochymczyk K. (red.): Geneza i charakterystyka zagrożenia sejsmicznego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, Prace Nauk. UŚ, nr 2764, Katowice 2010, s. 53-59.
• 5. Idziak A., Teper L., Zuberek W.M.: Sejsmiczność a tektonika Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prace Nauk. UŚ, nr 1793, Katowice 1999.
• 6. Król K.: Ocena wpływu na powierzchnię indukowanych zjawisk sejsmicznych w wieloletniej perspektywie, na przykładzie wybranych rejonów GZW. Rozprawa doktorska, GIG, Katowice 2020 (niepublik.).
• 7. Król K., Koziura M.: Kształtowanie się zagrożenia sejsmicznego i tąpaniami w polskim górnictwie w latach 1980-2006 oraz w pierwszych miesiącach 2007 roku. Kwartalnik - Górnicze Zagrożenia Naturalne 2007, nr IV/2007,s. 125-136.
• 8. Marcak H., Zuberek W.M.: Geofizyka Górnicza, Śl. Wyd. Techniczne, Katowice 1994.
• 9. Mendecki M., Wojtecki Ł., Zuberek W.M.: Case studies of seismic energy release ahead of underground coal mining before strong tremors. Wyd. Pure and Applied Geophysics, 2019, doi.org/10.1007/s00024-019-02144-0.
• 10. Mirek A., Dzik G., Błaszczyk A.: Głębokość eksploatacji a poziom generowanej wydobyciem aktywności sejsmicznej w kopalniach węgla kamiennego w latach 2005-2020, Przegląd Górniczy 2022, nr 1, s. 26-36.
• 11. Mirek A., Rawicki Z., Dzik G.: Minimizing hazards caused by high energy tremors with the use of geophysical observations and apply of appropriate rock burst prevention to increase safety in underground coal mines. Procs of the 25th World Mining Congress, Kazahstan 2018, wmc2018.org.
• 12. Mutke G., Stec K.: Seismicity in the Upper Silesian Coal Basin, Poland: Strong regional seismic events, [w:] Gibowicz S.J., Lasocki S. (red.): Rockbursts and seismicity in mines, Balkema, Rotterdam 1997.
• 13. Pilecka E.: Wstępna analiza związku wysokoenergetycznej sejsmiczności indukowanej z lineamentami na obszarze GZW. Mat. symp Warsztaty Górnicze „Zagrożenia naturalne w górnictwie", Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 2005, S. 447-456.
• 14. Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych (Dz. U. z 2017 r. poz. 1118, z późn. zm.).
• 15. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych (Dz. U. z 2021 r. poz. 1617).
• 16. Ryder J.A.: Excess shear stress in the assessment geologically hazardous situations. Journ. South Afr. Inst. Min. Met. 1988, 88, 1, s. 27-39.
• 17. Stec K.: Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego - 30 lat ciągłej obserwacji przez Górnośląską Regionalną Sieć Sejsmologiczną. Przegląd Górniczy 2007, nr 7/8, s. 14-22.
• 18. Teisseyre R.: Badania sejsmologiczne w rejonach eksploatacji górniczej. Mat. symp. Problemy geodynamiki i tąpań, PAN, Kraków 1972, s. 56-74.
• 19. Zuberek W.M.: Geofizyczne modele wstrząsów indukowanych na powierzchni uskoku eksploatacją górniczą. Geologia 1993, t. 12/13, s. 231-254.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).