Przestrzenna analiza czynników górniczo-geologicznych związanych z procesem kształtowania się deformacji nieciągłych

• Autorzy: Malinowska A. , Matonóg A.

Warianty tytułu

EN

Spatial analysis of mining and geological factors related to the process of the formation of discontinuous deformations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problem powstawania deformacji nieciągłych na terenie byłych lub aktualnych terenów górniczych jest wciąż nierozwiązany. Bardzo często proces powstawania nieciągłych deformacji powierzchni terenu związany jest z wieloma czynnikami - nie tylko górniczymi czy geologicznymi. Poprawna interpretacja przyczyny powstania deformacji nieciągłej w danym rejonie jest kluczowa w procesie ochrony powierzchni terenu w strefach podatnych na kształtowanie się tego typu zjawisk. Badania prezentowane w niniejszym artykule związane były z pokazaniem możliwości przestrzennej analizy czynników ryzyka mogących mieć wpływ na proces tworzenia się deformacji nieciągłych. Wykorzystanie zbiorów rozmytych oraz estymacji jądra gęstości pozwoliło nie tylko na lepszą prezentację czynników ryzyka, ale również umożliwiło określenie stopnia skorelowania rozkładu tych czynników z przestrzennym rozkładem miejsc występowania deformacji nieciągłych. Prezentowane wyniki pozwalają na przeprowadzenie pogłębionej analizy przyczynowo-skutkowej pomiędzy czynnikami górniczo-geologicznymi a deformacjami nieciągłymi zaobserwowanymi na powierzchni terenu.

EN

The problem of discontinuous deformations occurrence in the former or current mining areas is still vague. Very often the process of formation of discontinuous surface deformation is related to many factors, not only mining or geological but also others. The correct interpretation of the causes of the discontinuous ground deformations development in the region is crucial in the protection of the land surface in areas susceptible to the formation of this type of phenomena. The research presented in this article is related to the presentation of the possibilities of spatial analysis of risk factors that may affect the formation of discontinuous deformations. The use of fuzzy membership functions and kernel density interpolation has enabled, not only to enhance the presentation of the risk factors but also enabled to determine the correlation between the risk factors, the spatial distribution of discontinuous deformation. The presented results allow to carry out an in-depth analysis of cause- -and-effect relationship between mining and geological factors and discontinuous deformation observed on the surface.

Słowa kluczowe

PL

deformacje nieciągłe; ocena zagrożenia powierzchni; czynniki ryzyka; niepewność danych; jądrowy estymator gęstości; zbiory rozmyte

EN

discontinuous ground deformation; hazard assessment; risk factors; uncertainty of data; kernel density interpolation; fuzzy membership function

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 72, nr 10
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Biblogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Malinowska A.

• AGH w Krakowie

autor

Matonóg A.

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• [1] BARYAKH A.A., FEDOSEEV A.K. 2011 - Sinkhole formation mechanism. Journal of Mining Science (wydawnictwo Springer), Vol. 47, No. 4.
• [2] BELL F.G. 1999 - Geological hazards. Their assessment, avoidance and mitigation, E & FN Spon, p. 648, London.
• [3] CHUDEK M., JANUSZ W., ZYCH J. 1988 - Studium dotyczące stanu rozpoznania tworzenia się i prognozowania deformacji nieciągłych pod wpływem podziemnej eksploatacji złóż, Zeszyty Naukowe. Politechnika Śląska. Seria „Górnictwo”, z. 141.
• [4] CHUDEK M., KLETA H. 2007 -Zagrożenie obiektów przyszybowych deformacjami nieciągłymi typu liniowego. „Górnictwo i Geoinżynieria”, z. 3/1, s. 135 - 140.
• [5] EPANECHNIKOV, V.A. 1969 - Non-parametric estimation of a multivariate probability density. Theory of Probability and its Applications 14: 153–158. doi: 10.1137/1114019.
• [6] FAJKLEWICZ Z., JAKUBÓW A., KOTYRBA A., TARGOSZ P. OSTROWSKI C. 2009 - Deformacje nieciągłe spowodowane sufozją w otoczeniu szybu V wentylacyjnego w KWK „Pniówek” w świetle badań mikrograwimetrycznych. „Przegląd Górniczy”, nr. 3-4, s. 41 - 46.
• [7] JANUSZ W., JAROSZ A. 1976 - Nieciągłe deformacje powierzchni terenu wywołane płytką podziemną eksploatacją górniczą. Materiały Konferencji Naukowo Technicznej PAN „Budownictwo na terenach górniczych o dużych deformacjach powierzchni”, Katowice.
• [8] JARCZYK M. 2007 - Przywracanie wartości użytkowych powierzchni terenu metodami wiertniczymi w otoczeniu likwidowanych kopalń, rozprawa doktorska. WWNiG AGH, Kraków.
• [9] KORTE G. 2000 - The GIS book. On Word Press, ISBN 0-7668-2820-4, Canada.
• [10] KOWALSKI A. 2005 - O liniowych deformacjach nieciągłych powierzchni terenów górniczych. Materiały konferencyjne X Konferencji Naukowo-Technicznej „Ochrona powierzchni na terenach górniczych w subregionie zachodnim województwa śląskiego”, Rybnik.
• [11] KUZNETSOV S. V., TROFIMOV V. A. 2012 - Formation of tension and delamination areas in a long excavation’s roof, Journal of Mining Science, Vol. 48, No.5.
• [12] LIU T. Q. 1981 - Surface movements, overburden failure and its applications. Coal Industry Publishing, China .
• [13] MALINOWSKA A., DZIAREK K. 2014 - Modelling of cave-in occurrence using AHP&GIS, Natural Hazards&Earth System Sciences; ISSN 1561-8633. vol. 14 no. 8, pp. 1945–1951.
• [14] MALINOWSKA A., HEJMANOWSKI R. 2010 - Building damage risk assessment on mining terrains in Poland with GIS application, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 47, zeszyt 2, 238 - 245.
• [15] MATONÓG A. 2015 - Ocena zagrożenia powierzchni terenu deformacjami nieciągłymi przy uwzględnieniu czynników jakościowych, praca magisterska - niepublikowana, AGH, Kraków.
• [16] PARZEN, E. 1962 - On Estimation of a Probability Density Function and Mode, The Annals of Mathematical Statistics 33 (3): 1065. doi:10.1214/aoms/1177704472. JSTOR 2237880.
• [17] PILECKI Z. 2006 - Eksperymentalne rozpoznanie zagrożenia wystąpieniem deformacji nieciągłych metodą pomiaru temperatury na terenach pogórniczych. „Przegląd Górniczy”, nr. 4, s.77-82.
• [18] ROSENBLATT, M. 1956 - Remarks on Some Nonparametric Estimates of a Density Function, The Annals of Mathematical Statistics 27 (3): 832. doi:10.1214/aoms/1177728190.
• [19] RYNCARZ T. 1992 - Ruchy górotworu wywołane wyrobiskami podziemnymi, Wydawnictwa AGH, SU 1295, Kraków.
• [20] SCOTT D.W., TERRELL G.R. 1987 - Biased and unbiased cross-Validation in density estimation, Journal of the American Statistical Association, Vol. 82 (400).
• [21] STRZAŁKOWSKI P., PIWOWARCZYK J., ŁAPAJSKI K. 2006 - Występowanie deformacji nieciągłych liniowych w świetle analiz warunków geologiczno-górniczych. „Przegląd Górniczy”, nr 5, s. 1-5.
• [22] WHITTAKER N., REDDISH D. J. 1989 - Subsidence - occurrence, prediction, and control: Developments in geotechnical engineering, 56: NewYork., Elsevier.
• [23] ZADEH L. 1965 - Fuzzy sets in Information and Control, vol. 8, pp. 338-353, Berkeley.
• [24] ZYCH J. 1997 - Przyczyny powstawania deformacji nieciągłych na terenie ROW, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej „Ochrona terenówgórniczych kopalń Jastrzębskiej i Rybnickiej Spółki Węglowej SA”, Rybnik.
• [25] http://www.qgis.org/(01.08.2015)
• [26] https://en.wikipedia.org/wiki/Kernel_density_estimation#/media/File:Comparison_of_1D_histogram_and_KDE.png (01.08.2015)
• [27] https://pl.wikipedia.org/wiki/Analytic_Hierarchy_Process(01.08.2015)

Uwagi

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