Geological and seismic investigation of former lignite mining area in Zielona Góra – two case studies

• Autorzy: Gontaszewska-Piekarz A. , Kłosiński J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.75

Warianty tytułu

PL

Badania geologiczno–inżynierskie oraz sejsmiczne na obszarach dawnego górnictwa węgla brunatnego – dwa przypadki z terenu Zielonej Góry

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents two case studies of investigation carried out on plots of land, intended for multi-family residential development, lying on a former lignite mining area in Zielona Gora. It was underground mining, operating in the years 1840- 1948. Lignite deposits were extracted with the room and pillar method, i.e. with an overlayer collapse, causing deformations on the surface of the ground. In the first case study, there was no detailed mining data. In order to identify the geological structure under the planned seven-floor multi-family building, seismic surveys were performed with the technique of multichannel analysis of surface waves (MASW). Three seismic profiles were performed. They revealed the presence of several zones where S-waves had smaller velocity values. In order to verify whether the zones with the smaller values of velocity correspond to e.g. lower soil density resulting from collapsed exploitation room, some drillings were undertaken to the depth indicated in geophysical investigation. Additionally, the CPT and dynamic probing were also performed. The data obtained allowed to determine the soil parameters necessary for the safe design and foundation of the building. In the second case study, a historical mining map with the marked location of the shaft and the main galleries was used. Formerly, geological and engineering documentation for construction works had been prepared, based on 30-meter drillings and soundings with a heavy probe. The mining maps and the contemporary maps were mapped one on another carefully and accurately, calibrated with historic buildings. Thus, the accuracy of 5 m was obtained. Additionally, investigation with the MASW technique was performed. Ten seismic profiles were performed, and then verified by drillings. Also, dynamic probing in the vicinity of the expected location of the shaft was performed. Neither the MASW investigation nor the dynamic probing did not reveal any alterations in the soil condition, which would suggest the presence of the properly liquidated shaft. Thus, based exclusively on the cartographic material, the area comprising the liquidated and backfilled shaft was established. The area was excluded from the plans for the intended building erection.

PL

Artykuł przedstawia badania, jakie przeprowadzono na dwóch przykładowych działkach przeznaczonych dla zabudowy wielorodzinnej leżących na terenie dawnego górnictwa węgla brunatnego w Zielonej Górze. Było to górnictwo podziemne, działające w latach 1840-1948. Węgiel 326 A. Gontaszewska-Piekarz, J. Kłosiński brunatny eksploatowany był metodą filarowo – komorową, na zawał, powodując powstawania na powierzchni deformacji terenu. Dla niektórych fragmentów miasta zachowały się mapy górnicze. W pierwszym przypadku brak było szczegółowych danych górniczych. W celu rozpoznania budowy geologicznej pod projektowany budynek wielorodzinny, 7-kondygnacyjny wykonano geofizyczne badania sejsmiczne techniką wielokanałowej analizy fal powierzchniowych MASW. Wykonano 3 profile sejsmiczne. Wykazały one kilka niewielkich stref cechujących się niższymi wartościami prędkości fal sejsmicznych poprzecznych S. W celu weryfikacji, czy strefy obniżeń prędkości związane są np. z obniżonym zagęszczeniem gruntu wskutek zawału stropu nad komorami eksploatacyjnymi wykonano odwierty do głębokości wskazanej badaniami geofizycznymi. Wykonano także sondowania sondą CPTu oraz sondowania dynamiczne. Uzyskane dane pozwoliły na określenie parametrów podłoża koniecznych do bezpiecznego zaprojektowania posadowienia budynku. W drugim przypadku dostępna była mapa górnicza z lokalizacją szybu oraz głównych chodników.

Słowa kluczowe

EN

lignite mining; Zielona Góra; seismic investigation; multichannel analysis; surface waves; MASW; seismic estimation SPT

PL

górnictwo węgla brunatnego; Zielona Góra; badania sejsmiczne; wielokanałowa analiza fal powierzchniowych; MASW; estymacja sejsmiczna SPT

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 2/I
• Strony: 311--326
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Gontaszewska-Piekarz A.

• Instytut Budownictwa, Uniwersytet Zielonogórski, ul. Prof. Szafrana 1, 65-001 Zielona Góra

autor

Kłosiński J.

• Geospectrum S.c. Kraków

Bibliografia

• [1] Billington N. et al.: 2D MASW surveys to evaluate subsurface stiffness. Presentation at 7th Annual Technical Forum. Schnabel Engineering. 2007, presentation, https://pl.scribd.com/document/303382235/04-Billington-Geohazard-2007-NEW.
• [2] Chrastek J.: Możliwość oddziaływania starych wyrobisk górniczych Dolnego Śląska na zagospodarowanie powierzchni terenu. Prace Naukowe Ośrodka Badań Prognostycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 3, Wrocław. 1974.
• [3] Czechowski M.: Gospodarcze i techniczne zagadnienia związane z węglem brunatnym [W:] Węgiel brunatny w Zachodniej Polsce, Katowice. 1949.
• [4] Gontaszewska A. Podziemna eksploatacja węgla brunatnego na Ziemi Lubuskiej - dawne górnictwo, współczesny problem. Przegląd Górniczy 10, 2015, pp. 1-8.
• [5] Gontaszewska A.: Rozpoznanie geologiczno-inżynierskie na terenie dawnej podziemnej eksploatacji węgla brunatnego - przykład Zielonej Góry. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 6, 2016, pp. 7-16.
• [6] Gontaszewska A., Kraiński A.: „Consolidierte Grünberger Gruben" – zarys historii [W:] Dzieje górnictwa - element europejskiego dziedzictwa kultury, t.3, Wrocław, 2010, pp. 111-122.
• [7] Gontaszewska A., Kraiński A.: Deformacje powierzchni terenu na obszarze dawnego podziemnego górnictwa węgla brunatnego w okolicy Zielonej Góry [W:] Wybrane problemy badań geologicznych i hydrogeologicznych dla górnictwa i energetyki, GIG Katowice. 2012, pp. 108-119.
• [8] Gumprecht A.: Zasady górnictwa węgla brunatnego, Państw. Wyd. Tech., Katowice. 1952.
• [9] Imai T., Tonouchi, K.: Correlation of N-value with S-wave velocity and shear modulus, Proceedings of the Second European Symposium on Penetration Testing Amsterdam. 1982, pp. 67-72.
• [10] Klein J.: Handbuch für den deutschen Braunkohlenbergbau, I Band, 1927, Halle.
• [11] Kohl J.: Die Entwicklung eines neues Verfahrens für den Abbau der Braunkohlenflöze in Felderbereich der Gewerkschaft „Bach“ in Ziebingen, Braunkohle 46, 1936, pp. 832-837.
• [12] Kotyrba A., Frolik A., Protas Ł., Siwek S.: Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły - Młyna (województwo Kujawsko-Pomorskie, Przegląd Górniczy 7, 2012, pp. 58-66.
• [13] Kozacki L.: Przeobrażenia środowiska geograficznego spowodowane wgłębnym górnictwem węgla brunatnego na obszarze Środkowego Pododrza, Seria Geografia nr 21, UAM, Poznań, 1980.
• [14] Peugler H. (red): Die alten fünf Bergwünsche. 100 Jahre Grünberger Braunkohlengruben. Grünberger Verlags-Druckerei Paul Keppler, Grünberg, 1940.
• [15] Skoczylas J.: Z dziejów poszukiwań i prób eksploatacji węgla brunatnego w Jerce (Wielkopolska). Przegląd Górniczy 2, 2011, pp. 82-87.
• [16] Stokoe K.H. II Rix G.J., Nazarian S.,: In Situ Seismic Testing with Surface Waves, Proceedings, 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio de Janeiro, 1989, pp. 331-334.
• [17] Szajna W., Gontaszewska A.: Shallow site investigation of Quaternary sands in side and in the vicinity of a sinkhole in the former lignite mining area in Zielona Góra (western Poland), Geological Quarterly 59 (2), 2015, pp. 347-357.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)