Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study

• Autorzy: Tajduś A. , Cała M. , Tajduś K.

Identyfikatory

DOI

10.24425/123695

Warianty tytułu

PL

Zagrożenie wstrząsami i tąpaniami w rejonie uskoków na przykładzie wybranej kopalni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The coal exploitation in the Upper Silesia region (along the Vistula River) triggers the strata seismic activity, characterized by very high energy, which can create mining damage of the surface objects, without any noticeable damages in the underground mining structures. It is assumed that the appearance of the high energy seismic events is the result of faults’ activation in the vicinity of the mining excavation. This paper presents the analysis of a case study of one coal mine, where during exploitation of the longwall panel no. 729, the high energy seismic events occurred in the faulty neighborhood. The authors had analyzed the cause of the presented seismic events, described the methods of energy decreasing and applied methods of prevention in the selected mining region. The analysis concluded that the cause of the high energy seismic events, during the exploitation of the longwall panel no. 729 was the rapid displacements on the fault surface. The fault’s movements arose in the overburden, about 250 m above the excavated longwall panel, and they were strictly connected to the cracking of the thick sandstone layer.

PL

Eksploatacja pokładów węgla w rejonie nadwiślańskim Górnego Śląska wywołuje aktywność sejsmiczną górotworu przejawiającą się wstrząsami o bardzo wysokich energiach, które nie powodują szkód w wyrobiskach górniczych, lecz są silnie odczuwane na powierzchni terenu w postaci znacznych drgań powierzchni często prowadzących do uszkodzeń obiektów budowlanych. Prognozuje się, że występowanie wstrząsów o wysokich energiach jest wynikiem uaktywnienia się uskoków spowodowanych eksploatacją prowadzoną w ich pobliżu. Podczas eksploatacji ściany 729 w sąsiedztwie uskoku również wystąpiły wstrząsy o bardzo wysokich energiach. W artykule dokonano analizy przyczyn występowania tych wstrząsów, opisano sposoby zmniejszenia energii wstrząsów i zapobiegania wystąpieniu tąpnięcia w rejonie tej ściany. Z przeprowadzonych analiz wynika, że przyczyną występowania wstrząsów o bardzo wysokich energiach podczas eksploatacji ściany 729 są nagłe przemieszczenia na uskoku zachodzące w nadkładzie około 250 m nad eksploatowaną ścianą połączone z pękaniem grubej warstwy piaskowca.

Słowa kluczowe

EN

rockburst; seismic events; longwall panel; underground mining

PL

tąpania; zjawiska sejsmiczne; eksploatacja ścianowa; górnictwo podziemne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, no. 3
• Strony: 747--765
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tajduś A.

• AGH University of Sciences and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Cała M.

• AGH University of Sciences and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Tajduś K.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Borisow A.A., 1980. Mechanika gornych porod i massiwow. Izdatelstwo Niedra, Moskwa (in Russian).
• [2] Byerlee J., 1978. Friction of Rocks. Birkhauser Verlag, Pageoph. 116, 615-626.
• [3] Celmer M., Lubryka M., Kutkowski J., 2012. Problemy z praktyki kopalnianej w zakresie określania wpływu uskoków na budynki znajdujące się na powierzchni terenu. Górnictwo i Geologia 7, 1 (in Polish).
• [4] Coughlin J., Kranz R., 1991. New Approaches to Studying Rock Burst-Associated Seismicity in Mines. The 32nd U.S. Symposium on Rock Mechanics (USRMS), 10-12 July, Norman, Oklahoma.
• [5] Guoa W.-Y., Zhaoa .T-B., Tan Y.-L., Yua F.-H., Hua S.-C., Yangc F.-Q., 2017. Progressive mitigation method of rock bursts under complicated geological conditions. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 96, 11-22.
• [6] Kidybiński A., 1981. Bursting liability indices of coal. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abs. 18 (4), 295-304.
• [7] Knoll P., Kuhnt W., 1990. Seismological and technical investigations of the mechanics of rock burst. Rockbursts and Seismicity in Mines, 129-138.
• [8] Knothe S., 1953. Równanie profilu ostatecznie wykształconej niecki osiadania. Archiwum Górnictwa i Hutnictwa (Archives of Mining Sciences) 1, 1 (in Polish).
• [9] Knothe S., 1984. Prognozowanie wpływów eksploatacji górniczej. Wyd. Śląsk. Katowice (in Polish).
• [10] Mutke G., Dubiński J., Lurka A., 2015. New criteria to assess seismic and rock burst hazard in coal mines. Archive of Mining Sciences 60, 3, 743-760. DOI: 10.1515/amsc-2015-0049.
• [11] McGarr A., Bicknell J., 1990. Estimation of the near – fault ground motion of mining – induced tremors from locally recorded seismograms in South Africa. Rockbursts and seismicity in mines, 245-248.
• [12] Peng S., 2006. Longwall Mining. Second Edition, Morgantown, University Press.
• [13] Staroń T., 1979. Eksploatacja pokładów węgla z zawałem stropu w sąsiedztwie pól pożarowych. Katowice, Wyd. Śląsk (in Polish).
• [14] Tajduś A., Cała M., Tajduś K., 2016. The influence of normal fault on initial state of stress in rock mass. Studia Geotechnica et Mechanica 38, 1, 109-121.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)