Korelacja parametrów przyczyn i skutków tąpnięć zaistniałych w kopalniach węgla kamiennego w GZW

• Autorzy: Patyńska R. , Pajdak A.

Warianty tytułu

EN

Correlation of the parameters of causes and effects of rockbursts in coal mines in Upper Silesian Coal Basin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawisko tąpnięcia występujące w kopalniach węgla kamiennego wynika z wielu czynników naturalnych cechujących skały oraz czynników technicznych związanych z technologią i intensywnością eksploatacji. W artykule przeprowadzono analizę statystyczną i badania korelacyjne wybranych parametrów, w 129 miejscach polskich kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, w których odnotowano tąpnięcia. Wyselekcjonowano „mierzalne” i najbardziej kształtujące stan zagrożenia tąpaniami parametry, tj: głębokość eksploatowanego pokładu, w którym odnotowano skutki tąpnięć (Ht), grubość warstwy wstrząsogennej (Hww) oraz skalę ich odziaływania w postaci minimalnej odległości od pokładu, pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu sejsmicznego (Hos). Do analizy tych parametrów wybrano korelację liniową Pearsona oraz korelację rangową Spearmana. Analiza 129 przypadków tąpnięć pozwoliła na weryfikację wzajemnego wpływu wartości oraz rang rozpatrywanych parametrów na stan zagrożenia tymi zjawiskami. Badanie korelacyjne Pearsona wykazało słabą zależność liniową pomiędzy parametrem głębokości eksploatacji pokładu (Ht) i minimalną odległością pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu powodującego tąpnięcia (Hos). Współzależności liniowe pozostałych parametrów nie spełniły warunku istotności korelacji. Korelacja nieliniowa Spearmana wykazała słabą korelację parametrów: minimalnej odległości od pokładu pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu sejsmicznego (Hos) oraz grubością warstwy wstrząsogennej (Hww), a także nikłą zależność pomiędzy pozostałymi parametrami. Celem pracy była weryfikacja czynników kształtujących stan zagrożenia tąpaniami, występujących w Metodzie Rozeznania Górniczego (MRG str. 3. L.p. 1 i 4)), opublikowanej w roku 2007 w postaci Instrukcji Nr 20 pt.: „Zasady stosowania metody kompleksowej i metod szczegółowych oceny stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego”. MRG wskazuje na określoną wartość punktową każdego zdefiniowanego czynnika w poszczególnych zakresach ich zmienności. Proponowane zmiany, nie naruszając istoty i podstawowych złożeń MRG, wskazują na możliwość powtarzalności niektórych parametrów, które mogą wpływać na stan zagrożenia tąpaniami, a które za względu na charakter górotworu są „niezmienialne” i określane jako m.in. podstawowe czynniki geologiczne złoża.

EN

Rockbursts that occur in coal mines are a result of a number of natural factors characterizing rocks as well as technical factors connected with the technology and the intensity of exploitation. This paper presents the statistical analysis and correlational studies of the parameters in 129 spots in the mines in the Upper Silesian Coal Basin, where rockbursts were recorded. The parameters that were selected were measurable and best described the rockburst hazard i.e. the exploitation depth of the seam where the effects of a rockburst were recorded (Ht), the thickness of the tremor-prone layer (Hww), and the scale of their impact defined as the minimal distance from the seam, between the focus and the effect of a seismic tremor (Hos). Pearson linear correlation and Spearman rank correlation were selected for the analyses of the above mentioned parameters. T he analysis of 129 rockburst cases made it possible to verify the influence of the values and ranks of the analyzed parameters on the rockburst hazard. The Pearson correlation analysis showed a weak linear dependence between the seam exploitation depth (Ht) and the minimal distance between the focus and the effect of the tremor causing rockbursts (Hos). The linear dependences of the other parameters did not meet the condition of correlation significance. The Spearman non-linear correlation showed a weak dependence between parameters, the focus and the effect of a seismic tremor (Hos), and the thickness of the tremor-prone layer (Hww). The aim of this paper was to verify the factors determining the rockburst hazard contained in the Method of rockburst hazard evaluation (Metoda Rozeznania Górniczego (MRG p. 3. No. 1 and 4)), published in 2007 in the form of instruction No. 20 ‘Rules for the application of the comprehensive method and detailed methods of the rockburst hazard evaluation in coal mines’ (Zasady stosowania metody kompleksowej i metod szczegółowych oceny stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego). MRG indicates a specific point value of each of the above defined factors separately in particular the size of their ranges. MRG indicates a possible coincidence of some of the parameters, which may affect the rockburst hazard and which, due to the characteristics of a rock mass, are unchangeable and defined as, among others, the basic geological factors of a deposit.

Słowa kluczowe

PL

zagrożenie tąpaniami; parametry tąpnięcia; kopalnia węgla kamiennego

EN

rockburst hazard; parameters of rockbursts; coal mine

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 101
• Strony: 71--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Patyńska R.

• Pracownia Inżynierii Górniczej, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Pajdak A.

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków

Bibliografia

• 1. Dubiński, J. i Konopko, W. 2000. Tąpania-ocena-prognoz-zwalczanie. Katowice: Wyd. GIG.
• 2. Goszcz, A. 1988. Wpływ niektórych czynników technologicznych na stan zagrożenia wstrząsami górniczymi i tąpaniami. Publikacje Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk M-10 (213), s. 141–153.
• 3. Guilford, J.P. 1956. Fundamental Statistics in Psychology and Education. New York: Wyd. McGraw-Hill.
• 4. Instrukcja Nr 20, 2007 – Zasady stosowania metody kompleksowej i metod szczegółowych oceny stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego. Katowice: Wyd. GIG.
• 5. Konopko, W. 1987. Głębokość eksploatacji a zagrożenia tąpaniami. Przegląd Górniczy nr 11/12.
• 6. Konopko, W. 1994. Doświadczalne podstawy kwalifikowania wyrobisk górniczych w kopalniach węgla kamiennego do stopni zagrożenia tąpaniami. Prace Naukowe GIG nr 795, Katowice.
• 7. Konopko, W. 2006. Wyrobiskanie pokłady–zagrożone tąpaniami. Podstawy nowelizacji przepisów. Bezpieczeństwo pracy i ochrony środowiska w górnictwie. Nr 8.
• 8. Konopko, W. i Patyńska R. 2008. Warunki występowania tąpnięć w kopalniach węgla kamiennego. Przegląd Górniczy nr 1, s. 12–17.
• 9. Patyńska, R. 1993–2016. Zagrożenie tąpaniami. Raport roczny o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Praca zbiorowa, Katowice: Wyd. GIG.
• 10. Patyńska, R. 2006. Modyfikacja metody rozeznania górniczego dla oceny stanu zagrożenia tąpaniami w Zakładach Górniczych. XIII Międzynarodowa Konferencja Nauk-Tech. Górnicze Zagrożenia Naturalne 2006, nt.: Głębokość eksploatacji a zagrożenia górnicze. Katowice: Wyd. GIG, s. 257–268.
• 11. Patyńska, R. 2008. Uwarunkowania górniczo-geologiczne eksploatacji pokładów zagrożonych tąpaniami w latach 1987–2007. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 24, z. 2/3, s. 227–243.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).