Conditions of fault activation in the area of exploitation

• Autorzy: Zorychta A. , Burtan Z.

Warianty tytułu

PL

Warunki uaktywniania się uskoku w sąsiedztwie prowadzonej eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Exploitation of coal and copper ores in Poland quite often takes place in the areas of faults. It has been shown, that the exploitation close to the major tectonic disturbances may provoke high-energy tremors associated with activation of the faults and often resulting with rockbursts. Considering geomechanical model of the activation of the faults, it is assumed that this process is the result of the rock mass movement along the fault surface. Friction forces which occur at the fault plane provide the balance between the upthrow and downthrow. During the exploitation close to the fault, there is a change of stress at the fault plane and - as a result - the critical level is reached, while the rock masses move from the state of equilibrium to a state of unstable equilibrium. Sliding movement of the rock mass along the fault plane is associated with the activation of the fault. This movement, depending on the geomechanical parameters at the fault, may be stable or unstable, while the occurrence of unstable slide may result with the occurrence of tremors. The behavior of the fault presented in this paper and the resulting mathematical model allowed to define the conditions defining the possibility of activation of fault disturbances in the area of exploitation.

PL

Eksploatacja węgla kamiennego i rud miedzi w Polsce często prowadzona jest w rejonach uskoków. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że eksploatacja w pobliżu dużych zaburzeń tektonicznych może powodować wystąpienie, związanych z uaktywnianiem się uskoków, wysokoenergetycznych wstrząsów niejednokrotnie skutkujących odprężeniami i tąpnięciami. W rozważaniach dotyczących geomechanicznego modelu uaktywniania się uskoku przyjęto, że proces ten jest skutkiem ruchu mas skalnych po powierzchni uskokowej. Na płaszczyźnie uskoku występują siły tarcia, które zapewniają równowagę pomiędzy skrzydłami wiszącym i zrzuconym. W trakcie eksploatacji w sąsiedztwie uskoku na płaszczyźnie uskokowej dochodzi do zmiany stanu naprężenia, wynikiem czego osiągnięty zostaje poziom krytyczny, a masy skalne przechodzą ze stanu równowagi trwałej do stanu równowagi nietrwałej. Przejawiający się poślizgiem ruch masy na płaszczyźnie uskokowej jest utożsamiany z uaktywnieniem się uskoku. Ruch ten w zależności od parametrów geomechanicznych panujących na uskoku, może odbywać się w sposób stabilny lub niestabilny, a wystąpienie poślizgu o niestabilny charakterze, może skutkować zaistnieniem wstrząsu. Przedstawiony w artykule sposób zachowania się uskoku oraz wynikający z niego aparat matematyczny pozwolił na określenie warunków definiujących możliwość uaktywniania się zaburzenia uskokowego w sąsiedztwie prowadzonej eksploatacji.

Słowa kluczowe

EN

mining geomechanics; underground exploitation of deposits; faults; mining tremors

PL

geomechanika górnicza; podziemna eksploatacja złóż; uskoki; wstrząsy górnicze

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: AGH Journal of Mining and Geoengineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 36, no. 3
• Strony: 509--519
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Zorychta A.

• AGH University of Science and Technology, Krakow

autor

Burtan Z.

• AGH University of Science and Technology, Krakow

Bibliografia

• [1] Goszcz A.: Mechanizm występowania wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych przy eksploatacji złóż w sąsiedztwie dyslokacji tektonicznych. Mat. Konf. Wybieranie złóż na dużych głębokościach oraz trudnych warunkach geologicznych. 1996.
• [2] Goszcz A.: Wybrane problemy zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpaniami kopalniach podziemnych. Bibl. Szk. Podz. Ekspl. Złóż. Wyd. Nauka Technika. Kraków 2004.
• [3] Jóżkiewicz S.: Rozkład przemieszczeń i naprężeń w sąsiedztwie jednego uskoku. Archiwum Górnictwa, nr 4, 1964.
• [4] Jóżkiewicz S.: Stan odkształcenia i naprężenia w górotworze w sąsiedztwie uskoków normalnych w świetle teorii sprężystości. Prace Komisji Nauk Technicznych PAN Górnictwo 6, 1968.
• [5] Zorychta A.: Wpływ zaburzeń uskokowych na kształtowanie się stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach LGOM. Kwartalnik Cuprum, nr 21, 2001.
• [6] Zorychta A., Burtan Z., Chlebowski D.: Metoda określania stanu zagrożenia tąpaniami w sąsiedztwie dyslokacji tektonicznych. Kwartalnik Cuprum, nr 10, 1999.
• [7] Zorychta A., Burtan Z., Chlebowski D. i in.: Opracowanie geomechanicznych modeli opisujących warunki uaktywnienia się uskoków wskutek prowadzenia w ich sąsiedztwie robót eksploatacyjnych. Akademia Górniczo-Hutnicza. Kraków 2000 (niepublikowane).
• [8] Zorychta A., Chlebowski D.: Ocena wpływu uskoku na wielkość zagrożenia tąpaniami. X Międz. Konf. Nauk. Techn. Tąpania 2003. Problemy koncentracji eksploatacji w warunkach zagrożenia tąpaniami i metanem. GIG. Katowice 2003.
• [9] Zuberek W.: Wpływ tektoniki na występowanie sejsmiczności indukowanej eksploatacją górniczą. Sympozja i Konferencje nr 6. Szkoła Podziemnej Eksploatacji złóż. PAN, 1993.