Związek występowania sejsmiczności indukowanej z osiadaniem powierzchni terenu określonym techniką PSInSAR

Mirek, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Związek występowania sejsmiczności indukowanej z osiadaniem powierzchni terenu określonym techniką PSInSAR

Autorzy

Mirek K.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://sitg.pl/przeglad-gorniczy/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Relationship between induced seismicity and subsidence measured by PSInSAR technique

Języki publikacji

Abstrakty

Intensywna eksploatacja prowadzi do deformacji górotworu, a następnie powierzchni terenu, powoduje wzrost naprężeń, a w efekcie może prowadzić do wystąpienia wstrząsu. Na powierzchni terenu mogą się pojawić niecki osiadania, zapadliska czy osuwiska. Zaletą nowych metod, które pozwalają na badanie powierzchni terenu, a ich zasadniczą jest możliwość objęcia badaniami znacznego obszaru. Jedną z metod jest technika PSInSAR, która ułatwia wykrywanie wyróżniających się obiektów, tzw. punktów PS (Permanent Scatteres) i minimalizuje niekorzystny wpływ warunków atmosferycznych podczas wykonywania zdjęć. W pracy wykorzystano dane uzyskane techniką PSInSAR obejmujące obszar północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Celem pracy było określenie regionalnych trendów osiadania powierzchni terenu wywołanego eksploatacją górniczą oraz określenie, w jaki sposób rozkładają się epicentra wstrząsów górniczych na badanym obszarze, uwzględniając zmienność w czasie obu zjawisk. Uzyskane metodą PSInSAR mapy prędkości osiadania wskazują na rozwój dwóch większych obniżeń, które swoim charakterem przypominają niecki osiadania. Analiza wstrząsów górniczych wskazuje, że największe skupienia epicentrów wstrząsów górniczych rozkładają się na krawędziach zaobserwowanych niecek. Taką sytuację można wytłumaczyć występowaniem w zewnętrznych strefach brzeżnych niecek sił rozciągających, które tym samym narażone są na największe zniszczenia.

Intensified exploitation leads to the deformation of rock mass and, consequently, the land surface which is the cause of stress decrease and tremor occurrence. Therefore on the land surface subsiding troughs, sinks and landslides may occur. The advantage of the new method of land surface testing is the possibility of covering a relatively significant area for study. One of the methods is the PSInSAR technique which facilitates the detection of distinguished objects, so-called PS points (Permanent Scatteres), and minimize the adverse effect of atmospheric conditions during photographing. This paper includes data from the north-eastern part of Upper Silesian Coal Basin, obtained by the use of this technique. The purpose was to determine the regional tendencies of land surface subsidence induced by exploitation and the scheme of mining tremor epicenters distribution in the tested area taking into account the variation over time of these phenomena. The land-subsidence velocity maps obtained by use of the PSInSAR method, indicate the development of two larger subsidence which resemble the subsiding troughs. The tremor analysis shows that the largest epicenter concentration of mining tremors are distributed on the edges of the observed troughs. This is because of the occurrence of tensile forces in marginal zones of troughs exposed to serious damage.

Słowa kluczowe

PSInSAR osiadanie sejsmiczność indukowana GZW

PSInSAR subsidence induced seismicity USCB

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa

Czasopismo

Przegląd Górniczy

Rocznik

2013

Tom

T. 69, nr 6

Strony

44--50

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz., rys.

Twórcy

autor

Mirek K.

AGH w Krakowie, Katedra Geoinformatyki i Informatyki Stosowanej

Bibliografia

1. Zebker H.A., Goldstein R.M.: Topographic mapping from interferometric synthetic aperture radar observation. Journal of Geophysical Research 1986, 91, 4993÷4999.
2. Goldstein R.M., Zebker H.A.: Interferometric radar measurement of ocean surface current. Nature 1987, 328, 707÷709.
3. Gabriel A.K., Goldstein R.M: Crossed orbit interferometry: theory and experimental results from SIR-B. International Journal of Remote Sensing 1988, 9, 857÷872.
4. Gabriel A.K., Goldstein R.M., Zebker H.A.: Mapping small elevation changes over large areas: differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research 1989, 94, 9183÷9191.
5. Ferretti A., Prati C., Rocca F.: Nonlinear Subsidence Rate Estimation Using Permanent Scatterers in Differential SAR Interferometry. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 2000, 38 (5), 2202÷2212.
6. Ferretti A., Prati C., Rocca F.: Permanent Scatterers in SAR Interferometry. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 2001, 39 (1), 8÷20.
7. Stow R.J., Wright P.: Mining Subsidence Land Surveying by SAR Interferometry. 3rd ERS Symposium, Florence, 1997. http://eart.esa.int/workshops/ers97/papers/stowetal/index.html
8. Perski Z.: The test of applicability of land subsidence monitoring by InSAR ERS-1 and ERS-2 in the coal mine damaged region (Upper Silesia). International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing 1998, 22 (7), 555÷558.
9. Perski Z., Jura D.: ERS SAR Interferometry for Land Subsidence Detection in Coal Mining Areas. Earth Observation Quartery 1999, 63, 25÷29.
10. Mirek K., Isakow Z.: Preliminary analysis of InSAR data from south west part of Upper Silesia Coal Basin. Mineral Resources Management 2009, vol. 25 issue 3, 239÷246.
11. Mirek K.: Satellite Radar Interferometry (InSAR) used for Estimation of Ground Subsidence in Mining Areas – Upper Silesia Coal Basin Case Study. Pol. J. Environ. Stud 2012., vol. 21 no. 5A, 312÷316.
12. Krawczyk A., Perski Z.: Application of satellite radar interferometry on the areas of underground exploitation of copper ore in LGOM – Poland. First International Congress of the International Society for Mine Surveying 2000, 2, 209÷218.
13. Popiołek E., Hejmanowski R., Krawczyk A., Perski Z.: Application of Satellite Radar Interferometry to the examination of the areas of mining exploitation. Surface Mining Braunkhole & Other Minerals 2002, 54 (1), 74÷82.
14. Graniczny M., Kowalski Z., Jureczka J., Czarnogórska M.: TerraFirma Project — Monitoring of subsidence of Northeastern part of Upper Silesian Coal Basin. Papers Polish Geological Institute. Special Papers 2006, 20, 59÷63.
15. Leśniak A., Porzycka S.: Environment monitoring using satellite radar interferometry technique (PSInSAR). Polish Journal of Environmental Studies 2008, 17 (3A), 382÷387.
16. Mirek K., Mirek J.: Non-parametric approximation used to analysis of PSInSAR data of Upper Silesia Coal Basin, Poland. Acta Geodynamica et Geomaterialia 2009, vol. 6 no. 4 (156), 405÷409.
17. Mirek K., Mirek J.: Correlation between ground subsidence and induced seismicity, Upper Silesia Coal Basin case study. Polish Journal of Environmental Studies 2011, 20 (4A), 253÷257.
18. Perski Z., Mróz M.: Application of SAR interferometric (InSAR) methods for the study of natural earth surface displacements in Poland. GEO-IN-SAR project. Archiwum Fotogrametrii i Teledetekcji 2007, 17, 613÷624.
19. Wasowski J., Bovenga F., Nutricato R., Conte D., Refice A., Graniczny M.: Satellite interferometry reveals spatial patterns of subsidence in the ancient Wieliczka Salt Mine (UNESCO Heritage Site, Poland). ESA FRINGE 2007 Workshop. http://earth.esa.int/cgi-bin/conffringe07.pl?abstract=261
20. Perski Z.: Recent tectonic activity of the Tatra Mts and podhale (Poland) studied by InSAR and PSInSAR. Przegląd Geologiczny 2008, 56 (12), 1082÷1086.
21. Wojciechowski T., Perski Z., Wójcik A.: Use of SAR interferometry for the study of landslides in Polish Carpathians. Przegląd Geologiczny 2008, 56 (12), 1087÷1091.
22. Wasowski J., Bovenga F., Nutricato R., Conte D., Refice A., Graniczny M., Kowalski Z.: Spatial distribution of subsidence in the Wieliczka Salt Mine areas as detected through satellite interferometry. Przegląd Geologiczny 2009, 57 (2), 164÷172.
23. Mirek K.: Interferometric Synthetic Aperture Radar – InSAR – method for study and monitoring subsidence over mining areas. Polish Journal of Environmental Studies 2009, 18 (3A), 270÷274.
24. Kotas A.: Uwagi o ewolucji strukturalnej GZW. W: Mat. Konf. „Tektonika GZW” 1985, Wyd. Uniwersytet Śl.: 17÷46.
25. Chudek M.: Geomechanika z podstawami ochrony środowiska górniczego i powierzchni terenu. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
26. Goszcz A.: Elementy mechaniki skał oraz tąpania w polskich kopalniach węgla i miedzi. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej 1999.
27. Goszcz A.: Kompakcja tektoniczna jako przyczyna naturalnej skłonności skał do wstrząsów górniczych i tąpań. Przegląd Górniczy 7-8, 1985.
28. Gasser, T., Müller, H.G.: Kernel Estimation of Regression Functions. In Smoothing Techniques for Curve Estimation, eds. T. Gasser and M. Rosenblatt, Berlin: Springer-Verlag, pp. 23÷68, 1979.
29. Gasser, T., Müller, H.G.: Estimating Regression Functions and Their Derivatives by the Kernel Method. Scandinavian Journal of Statistics 1984, 1 1, 17 1-1 85.
30. Priestley, M. B., Chao, M. T.: Non-Parametric Function Fitting. Journal of the Royal Statistical Society, 1972, Ser. B, 34, 385÷392.
31. Idziak A.F., Teper L., Zuberek W.M.: Sejsmiczność a tektonika Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 1999.
32. Popiołek E., Hejmanowski R.: Forecasting and monitoring of underground mineral seam exploitation influence. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2008, tom 24 zeszyt 3/1.
33. Marcak H.: Geomechaniczna interpretacja struktury danych geofizycznych, w szczególności sejsmologicznych, gromadzonych dla oceny hazardu sejsmicznego. Przegląd Górniczy 2010, nr 6(1051) tom 66.
34. Marcak H.: Seismicity in mines due to roof layer bending. Arch. Min. Sci. 2012, vol. 57 no. 1.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-91c5ad78-4415-402b-b91d-42239ac49677