Changes of some of the mechanical properties of rocks and rock mass in conditions of mining exploitation and mine workings flooding

• Autorzy: Bukowski P. , Bukowska M.

Warianty tytułu

PL

Zmiany niektórych właściwości mechanicznych skał i górotworu w warunkach eksploatacji i zatapiania wyrobisk górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mining exploitation exerts on influence within rock mass, which manifests itself in rock mass destruction and dewatering. These processes have on influence on the properties of rocks forming rock mass and causing their alteration, and change of the state of natural hazards and conditions of carrying out mining activities. The dewatering of rock mass leads to increase of values and of strength parameters of rocks, which can once more be decreased, for instance under the influence of their saturation with water in the process of mine workings flooding. The relationships between the changes of the geomechanical and hydrogeological conditions taking place in rock mass under the influence of mining exploitation have been presented in this paper. Against a background of comparative results of laboratory and field testing carried out before and after going through exploitation, changes of compressive strength of rocks located within the impact area of the undermining and the overmining seam have been characterized. With reference to the changes in the mining situation in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) after 1945, changes in the hydrogeological conditions and their influence on geomechanical conditions in the area of the mine workings have all been characterized. The significance of the change in the hydrogeological and geomechanical conditions in order that a proper assessment method for conditions of safe running of mining operations has also been addressed.

PL

Eksploatacja górnicza powoduje wpływy w obrębie górotworu, które przejawiają się jego destrukcją i odwodnieniem. Procesy te oddziałują na właściwości skał górotworu powodując ich zmianę, zmianę stanu zagrożeń naturalnych i warunków prowadzenia robót górniczych. Odwadnianie górotworu prowadzi do wzrostu wartości parametrów wytrzymałościowych skał, które ponownie mogą się zmniejszyć na przykład. pod wpływem nasycania ich wodą w procesie zatapiania wyrobisk górniczych. W artykule przedstawiono współzależności zmian warunków geomechanicznych i hydrogeologicznych zachodzących w górotworze pod wpływem eksploatacji górniczej. Na tle wyników porównawczych badań laboratoryjnych i polowych wykonanych przed i po przejściu frontu eksploatacyjnego, scharakteryzowano zmiany wytrzymałości na ściskanie skał znajdujących się w strefie wpływów podbierania i nadbierania pokładu. W nawiązaniu do zmian sytuacji górniczej w GZW po 1945 roku scharakteryzowano zmiany w warunkach hydrogeologicznych i ich wpływ na warunki geomechaniczne w otoczeniu wyrobisk górniczych. Zasygnalizowano znaczenie zmian warunków hydrogeologicznych i geomechanicznych dla prawidłowego wykonywania ocen warunków bezpiecznego prowadzenia robót górniczych.

Słowa kluczowe

EN

USCB; rock mass; rocks; mechanical properties; hydrogeological properties

PL

GZW; górotwór; skały; właściwości mechaniczne; właściwości hydrogeologiczne

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: AGH Journal of Mining and Geoengineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 36, no. 1
• Strony: 57--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bukowski P.

• Central Mining Institute, Department of Geology and Geophysics, Katowice

autor

Bukowska M.

• Central Mining Institute, Department of Rockburst and Rock Mechanics, Katowice

Bibliografia

• [1] Bromek T.: Method of Capillary Drainage for Testing Draining Capacity of Carboniferous Sandstone [in Polish]. Przegląd Górniczy, No. 11, Katowice. 1972.
• [2] Bukowska M., (ed.): Complex Method of Rock Mass Susceptibility to bumps Assessment in the Upper Silesian Coal Basin [in Polish]. Publishing House of GIG. Katowice. 2009.
• [3] Bukowska M.: Susceptibility of Rock Mass to Bumps — Geological and Geomechanical Research Methods [in Polish]. Wydawnictwo GIG, Katowice. 2012.
• [4] Bukowski P.: Water Hazards in Hard Coal Mines in the Upper Silesian Coal Basin during Restructuring of Mining [in Polish]. Górnictwo i Geoinżynieria. Quarterly of AGH. Vol. 31, No. 3/1, 81-91. 2007.
• [5] Bukowski P.: Forecasting of Water Hazard Connected with Flooding of Mine Workings of Hard Coal Mines [in Polish]. Prace Naukowe GIG no. 882, Katowice. 2010.
• [6] Bukowski P., Bukowska M.: Changes of some of the Properties of Geological Environment in the Area of Fluctuations of Water Level in Reservoirs Made in Hard Coal Mines in the USCB. Contemporary Problems of Hydrogeology. Publishing House of Uniwersytet Mikołaja Kopernika (Nicolaus Copernicus University) eds. A. Sadurski, A. Krawiec. Toruń — 06-09.09.2005. Volume 12, 77-83. 2005.
• [7] Bukowski P., Bukowska M.: Changes in Geomechanical Properties of Carboniferous Rocks Under the Influence of Water and Their Possible Consequences in the Areas of Abandoned Mines of the Upper Silesian Coal Basin (Poland). In. Rapantova, Hrkal. X Congress Mine Water and the Environments. Karlovy Vary. 2008.
• [8] Bukowski P., Haładus A., Muniak A.: Monitoring of Water Level Location in the Process of Flooding of Abandoned Mine Workings in the Aspect of the State of Mining and Common Safety Assessment [in Polish]. Prace Naukowe GIG, Quarterly Górnictwo i Środowisko 3/2007, Special edition Katowice 2007. 127-139. 2007.
• [9] Kidybiński A.: Principles of Mining Geotechnics [in Polish]. Wydawnictwo Śląsk. Katowice. 1982.
• [10] Kleczkowski A.S., Mularz S.: Contribution to Methodology of Determining Rock Porosity for Hydrogeological Purposes [in Polish]. Prz. Geol. R. 12, No. 2, Warszawa. 103-105. 1964.
• [11] Konopko W., Kostyk T.: Impact of Moistness on Strength of Carboniferous Rocks. [in Polish] Newsletter of GIG. No. 3, Katowice; 7-9. 1974.
• [12] Konopko W. et al.: Determination of Influence of Undermining and Overmining on Conditions of Galleries and Mine Workings Maintenance - Test results of Undermining of Seam 502 with Seam 504 in Hard Coal Mine Śląsk [in Polish]. Katowice, GIG (not published). 1980.
• [13] Krajewski R.: Length of Protection Holes Determining Water Hazard of Mine Workings [in Polish]. Przegląd Górniczy. No 1. 1957.
• [14] Łojas J. et al.: Research for Determining Influence of Extracting Closely Deposited Seams in Hard Coal Mine XXX lecia PRL [30 -year period of People 's Republic of Poland] and the Manifesto of the Polish Committee of National Liberation (PKWN) [in Polish]. Prace GIG. No.01.2.2.06.15.04; 01.2.2.06.15.04 (not published). 1975.
• [15] Łojas J., Konopko W.: Criteria of Non-destructive Undermining of Coal Seams [in Polish]. Przegląd Górniczy. No. 7/8. 1981.
• [16] Motyka J., Szczepańska J., Witczak S.: Utilization of Hydroextractor for Testing Index of Draining Capacity and Dynamics of Passing Water by Rock [in Polish]. Technika Poszukiwań. No. 37. 1971.
• [17] Rogoż M.: Water Capacity of Goafs in Hard Coal Mines. Prace GIG, Komunikat nr 630. GIG Katowice 1974.
• [18] Rogoż M.: MiningHydrogeology with Principles of General Hydrogeology [in Polish]. Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych Głównego Instytutu Górnictwa. Katowice. 2004.
• [19] Różkowski A. (ed.): Hydro-geochemical Environment of Productive Carboniferous of the Upper Silesian Coal Basin [in Polish]. Prace Naukowe U.Sl. No 2244. Publishing House of Uniwersytet Śląski (Silesian University), Katowice. 2004.
• [20] Sikorowska-Maykowska M. (ed.): Valorisation of Natural Environment and Identification of its Threats on the Territory of Silesian Voivodeship [in Polish]. Publishing House of Polish Geological Institute and Marshal Office of Silesian Voivodeship. Warszawa. 2001.
• [21] Wilk Z., Szwabowicz B.: Laboratory Testing of Some of Hydrogeological Properties of Sandstone of Łaziska and Libiąż Layers (Upper Carboniferous) [in Polish]. Zesz. Nauk. AGH, No. 81, Geologia, z.6, Kraków. 127-180. 1965.
• [22] Wilk Z.(ed.): Hydrogeology of Polish Mineral Deposits and Water Problems of Mining [in Polish]. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, No 1, Kraków. 2003.