Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego a zagrożenie tąpaniami w latach 2001–2015

• Autorzy: Patyńska R. , Stec K.

Warianty tytułu

EN

The seismic activity of mines in the Upper Silesian Coal Basin and rockburst hazard in the years 2001–2015

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podziemna eksploatacja górnicza złóż węgla w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (GZW) powoduje naruszenie równowagi w rozkładzie naprężeń górotworu, zarówno w bezpośrednim, jak i dalszym otoczeniu wyrobisk górniczych. Konsekwencją tego procesu jest między innymi występowanie wstrząsów sejsmicznych. Intensywność zjawisk sejsmicznych, które występują w kilku rejonach GZW (niecce bytomskiej, siodle głównym, niecce głównej, niecce kazimierzowskiej oraz niecce jejkowickiej) jest bardzo zróżnicowana, począwszy od wstrząsów niewyczuwalnych przez ludzi, do silnych o charakterze słabych trzęsień Ziemi (Patyńska i Stec 2017). W okresie obejmującym 15 lat, tj. 2001–2015, poziom aktywności sejsmicznej ulegał zmianom i zależał zarówno od intensywności eksploatacji, jak i od zmienności budowy litologicznej i tektonicznej. Analiza sejsmiczności górotworu kopalń węgla kamiennego na Śląsku wykazała, że w ostatnich latach, pomimo zmniejszenia wydobycia ogółem, aktywność sejsmiczna i zagrożenie tąpaniami wzrosły. Jedną z przyczyn był wzrost wydobycia z pokładów zagrożonych tąpaniami. Prawie połowa wydobycia pochodziło z pokładów zaliczonych do zagrożonych tąpaniami. Skutkowało to zwiększeniem liczby wysokoenergetycznych wstrząsów o energiach rzędu 107, 108 i 109 J. Wykazano, że wielkość energii wstrząsów ma duży wpływ na poziom zagrożenia tąpaniami. W latach 2001–2015 wystąpiło aż 20 tąpnięć spowodowanych wstrząsami o energii sejsmicznej powyżej 107 J z 42 zjawisk ogółem (Patyńska 2002–2016). Celem scharakteryzowania przyczyn tego zjawiska określono parametry, charakteryzujące budowę strukturalną górotworu w miejscach, w których odnotowano tąpnięcia.

EN

The underground mining of coal deposits in the Upper Silesian Coal Basin (GZW) re-sults in an imbalance in the distribution of the stress in the rock mass, both in the immediate and distant surroundings of mining excavations. The occurrence of seismic tremors, among others, is the consequence of this process,. The intensities of seismic phenomena, which occur in several regions of the GZW (Bytomian Basin, Main Saddle, Main Basin, Kazimierzowska Basin, and the Jejkowice Basin) are very diverse, ranging from tremors unrecognizable by humans to strong tremors of the nature of weak earthquakes (Patyńska and Stec 2017). During the period of 15 years, i.e. from 2001 to 2015, the level of seismic activity changed and de-pended on both the intensity of the excavation work and the variability of the lithological and tectonic structures. On the other hand, the seismic activity analysis has shown that in recent years, despite a decrease in total output, seismic activity and rockburst hazard have increased. One of the rea-sons was the increase in mining output. Almost half of the output came from coal seams under the rockburst hazard. This resulted in an increase in the number of great energy tremors with the energy of 107, 108 and 109 J. It has been shown that the amount of energy tremors has a high impact on the level of the rockburst hazard. Between 2001 and 2015, as many as 20 rockburst were caused by seismic tremors above 107 J with 42 total phenomena (Patyńska 2002–2016). The purpose of characterizing the causes of this phenomenon was determined by the parameters characterizing the structure of the rock mass in places where the rockburst was recorded.

Słowa kluczowe

PL

aktywność sejsmiczna; zagrożenie tąpaniami; parametry strukturalne; kopalnia węgla kamiennego

EN

seismic activity; rockburst hazard; structural parameters; coal mine

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 97
• Strony: 135--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Patyńska R.

• Pracownia Inżynierii Górniczej, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Stec K.

• GIG, Zakład Geologii i Geofizyki, Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• 1. Dubiński, J. 1992. Związek geomechanicznej struktury górotworu z indukowaną aktywnością sejsmiczną. IV Konferencja nt.: Postęp naukowy i techniczny w geologii górniczej węgla kamiennego. Szczyrk, Katowice: SITG, s. 39–42.
• 2. Konopko, W. i Patyńska, R. 2008. Warunki występowania tąpnięć w kopalniach węgla kamiennego. Przegląd Górniczy nr 1, s. 12–17.
• 3. Majcherczyk, T., Tajduś, A. i Cała, M. 1994. Wpływ uskoków na stan zagrożenia tąpaniami pokładów węgla, Materiały Sympozjum Naukowo-Techniczne, Tąpania ’94, nt. Rozwiązanie inżynierskie w problematyce tąpań, Katowice, s. 265–278.
• 4. Patyńska, R. 2001. Wpływ kierunku eksploatacji pokładów węgla na zagrożenie tąpaniami. Katowice: GIG (praca doktorska).
• 5. Patyńska, R. 2002–2016. Zagrożenie tąpaniami. Raport roczny o stanie zagrożeń naturalnych i technicznych w przemyśle węglowym, ich ocena oraz kierunki ulepszania i profilaktyki. Katowice: Wyd. GIG.
• 6. Patyńska, R. i Stec, K. 2017. Regional Rockburst Indicator for structural units of Upper Silesian Coal Basin. Studia Geotechnica et Mechanica t. 39, z. 2, Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 7. Patyńska, R. 2008. Uwarunkowania górniczo-geologiczne eksploatacji pokładów zagrożonych tąpaniami w latach 1987–2007. Gospodarka Surowcami Mineralnymi − Mineral Resources Managment t. 24, z. 2/3, Kraków, s. 227–243.
• 8. Pawłowicz, K. 1966. Rozkład powierzchni osłabionej spoistości w skałach, metoda oznaczania trwałości i próba klasyfikacji stropów pokładów węgla w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Katowice: Wyd. GIG.
• 9. Sagan, G. i Zuberek, W. 1986. Analiza związku sejsmiczności z tektoniką i przebiegiem eksploatacji w obszarze górniczym kopalni Polkowice. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-8 (191).
• 10. Stec, K. 2002–2016. Zagrożenie sejsmiczne. Raport roczny o stanie zagrożeń naturalnych i technicznych w przemyśle węglowym, ich ocena oraz kierunki ulepszania i profilaktyki. Katowice: Wyd. GIG.

Uwagi

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