Wieloprzyczynowość wysokoenergetycznych wstrząsów górniczych

• Autorzy: Knopik M. , Zuberek W. M. , Wojtecki Ł.

Warianty tytułu

EN

Multisources of high-energy mine tremors occuring during longwall mining of coal seam in varied geological and mining conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analiza mechanizmu ogniska wstrząsu pozwala odtworzyć sposób destrukcji górotworu w strefie ogniskowej. Najbardziej prawdopodobne mechanizmy powstawania zjawisk sejsmicznych można określić dzięki metodzie inwersji tensora momentu sejsmicznego. Poznanie procesów zachodzących w ogniskach wysokoenergetycznych wstrząsów towarzyszących eksploatacji górniczej umożliwia poprawniejszą ocenę zagrożenia tąpaniami metodą sejsmologiczną. W artykule zostały przedstawione wyniki analizy mechanizmów ognisk wysokoenergetycznych wstrząsów (o energii sejsmicznej ≥ 105 J), powstałych podczas eksploatacji ścianowej pokładu 510 prowadzonej w jednej z kopalń GZW. Obliczone mechanizmy ognisk wstrząsów były skorelowane z występującymi w rejonie objętej badaniami ściany warunkami górniczo-geologicznymi. W mechanizmie ognisk analizowanych wstrząsów dominowała składowa ścinająca. Czynnikami odpowiedzialnymi za powstawanie najsilniejszych wstrząsów były przemieszczenia na uskokach, pękanie grubej warstwy piaskowca zalegającej nad eksploatowanym pokładem oraz zmiana równowagi naprężeniowej w filarze dla przekopów skrzydłowych spowodowana prowadzoną eksploatacją. W ogniskach kilku wstrząsów za frontem ściany stwierdzono także występowanie mechanizmu implozyjnego, wskazującego na destrukcję skał stropowych w wyniku tworzenia się zawału.

EN

An analysis of the tremor source mechanism allows to reconstruct the way of rock mass destruction in the focus zone. The most probable ways of seismic events generation may be determined using the seismic moment tensor inversion method. Understanding the processes which take place in the high-energy tremors foci enables a proper assessment of the rockburst hazard with the use of seismological method. In this paper the results of the analysis of the focal mechanism of high-energy tremors (about seismic energy ≥ 105 J) generated during longwall mining of the coal seam 510 in one of the hard coal mines in the Upper Silesian Coal Basin are presented. The determined tremors source mechanisms were correlated with geological and mining conditions occurring in the area of the investigated longwall. In the source mechanism of the analyzed mine tremors the shear component predominated. Dislocations on faults, cracking of thick layer of sandstone above the exploited coal seam and change of stress equilibrium in pillar for flank drifts caused by the investigated longwall were factors responsible for high-energy tremors occurrence. In the sources of some tremors behind the longwall mechanism of implosion also occurred, which may indicate the destruction of roof rocks because of caving formation.

Słowa kluczowe

PL

wstrząsy górnicze; mechanizm ognisk; tensor momentu sejsmicznego

EN

mine tremors; focal mechanism; seismic moment tensor

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 71, nr 12
• Strony: 12--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Knopik M.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi

autor

Zuberek W. M.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi

autor

Wojtecki Ł.

• Kompania Węglowa S.A., Katowice

Bibliografia

• 1. Aki K., Richards P. G.: Quantitative Seismology – Theory and Methods, W.H. Freeman & Co., vol. 1, 2, San Francisco, 1980.
• 2. Backus G., Mulcahy M.: Moment Tensor and Other Phenomenological Description of Seismic Sources, Geophys. J. R. Astr. Soc., 1976, s. 341-361.
• 3. Drzęźla B.: Teoretyczne i praktyczne zasady oceny błędów lokalizacji ognisk wstrząsów oraz projektowania sieci sejsmometrów, Materiały III Szkoły Geofizyki Górniczej, Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1992, s. 126-141.
• 4. Drzęźla B., Dubiński J.: Lokalizacja ognisk wstrząsów górniczych, w: Badania geofizyczne w kopalniach, praca zbiorowa pod red. J. Dubińskiego, Z. Pileckiego i W. M. Zuberka, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2001, s. 72-95.
• 5. Gibowicz S. J.: Mechanizm ognisk wstrząsów. Wstrząsy górnicze – mechanizm, lokalizacja i energia, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk 1995, s. 5-30.
• 6. Gibowicz S. J., Kijko A.: An introduction to mining seismology. Int. Geoph. Series, vol.55, Academic Press, San Diego, New York, 1994 p. 209- 216.
• 7. Hasegawa H. S., Wetmiller R. J., Gendzwill D. J.: Induced Seismicity in Mines in Canada –An Overview, PAGEOPH, Vol. 129, Nos. 3/4, 1989, s. 423-453.
• 8. Kwiatek G.: Foci – tensor momentu sejsmicznego – parametry spektralne. Opis programu, publikacja internetowa: www.sejsmologia-gornicza.pl/foci/download.php, 2009
• 9. Kwiatek G., Charalampidou E.-M., Dresden G., Stanchits S.: An improved method for seismic moment tensor inversion of acoustic emission through assessment of sensor coupling and sensitivity to incidence angle, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., Vol. 65, 2014, s. 153-161.
• 10. Marcak H., Zuberek W. M.: Geofizyka górnicza, Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1994, s. 143-150.
• 11. Stec K.: Metody wyznaczania mechanizmu ognisk wstrząsów, Prace Naukowe GIG „Górnictwo i Środowisko”, 2009a, Nr 4/1, s. 223-237
• 12. Stec K.: Mechanizm ogniska wstrząsu i metody jego wyznaczania, Warsztaty z cyklu „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, 2009b, s. 287-305.
• 13. Stec K., Patyńska R., Konopko W.: Próba zweryfikowania zapisów względnej aktywności górotworu generowanej robotami górniczymi w GZW w latach 1988-1998, Prace Naukowe GIG, „Górnicze Zagrożenia Naturalne” 2011, nr 4/2, s. 451-454.
• 14. Stec K., Wojtecki Ł.: Charakterystyka mechanizmu ognisk wstrząsów górotworu związanych z eksploatacją pokładu 510 ścianą 502 w Kopalni Węgla Kamiennego „Bielszowice”, w: Prace Naukowe GIG, „Górnicze Zagrożenia Naturalne” 2011, s. 61-77.
• 15. Wiejacz P.: Badania mechanizmów wstrząsów górniczych w Polsce, w: Badania geofizyczne w kopalniach, praca zbiorowa pod red. J. Dubińskiego, Z. Pileckiego, W. M. Zuberka, Wydawnictwo IGSMiE, Kraków 2001, s. 25-33.
• 16. Wojtecki Ł., Talaga A., Mendecki M. J., Zuberek M. W.: The Estimation of the Torpedo Blasting Effectiveness Based on the Analysis of the Focal Mechanisms of Induced Mining Tremors in Bielszowice Coal Mine, EUROCK 2013: Rock Mechanics for Resources, Energy and Environment, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013, s. 769-774.
• 17. Zuberek W.M., Dubiel R., Pierwoła J.: Tensor momentu sejsmicznego wstrząsów górniczych i tąpnięć z rejonu siodła głównego GZW, Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Kraków 1998, s. 383- 393.