The stistical-balance method of predicting open-pit mine flooding processes

• Autorzy: Polak K. , Klich J.

Warianty tytułu

PL

Statystyczno-bilansowa metoda prognozowania procesu napełniania wodą poeksploatacyjnego wyrobiska odkrywkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents one method of forecasting flooding in open-cast mines, the Statistical Balance Method. This method - using the equation of water balance discharge - was processed using data from the initial flooding period of the (post-mining) open-pit "P'ltnow", in the Poznan region of Poland. The parameters of this equation were detennined using multiple regression. The quality of the prognostic model was estimated ex ante based on statistical values. The next step involved ex post verification of the model, conducted by comparing the original forecast data to the results of the monitoring of the consequent flooding of the open-pit mine over a period of 18 months. The updated prognosis of the flooding of the "Pątnów" reservoir as well as the data concerning the subsequent and actual flooding of the reservoir is hereby presented.

PL

Napełnianie wodą odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych jest końcowym stadium działalności górniczej, mającym na celu przygotowanie obiektu do przekazania dla użytku publicznego. Prognoza przebiegu napełniania zbiornika może wspomóc proces podejmowania decyzji odnośnie koniecznych do przeprowadzenia prac inżynierskich oraz stanowić podstawę do opracowania projektów zagospodarowania terenów przyległych. Dotychczasowe prognozy napełniania wyrobisk opracowywano w oparciu o modelowanie numeryczne procesu filtracji przy pomocy dostępnych programów komputerowych. Prognozowanie napełniania wyrobiska odkrywkowego wykracza jednak poza zagadnienia hydrogeologiczne, zbiornik końcowy może bowiem być napełniany nie tylko przy wykorzystaniu zasobów wód podziemnych, ale także przy wykorzystaniu wód powierzchniowych. Ważną rolę w procesie napełniania mogą odgrywać wody opadowe oraz ich spływ powierzchniowy po zboczach wyrobiska. W niniejszej pracy zaprezentowano metodę prognozowania napełniania wyrobisk odkrywkowych opartą o prognozowanie przyczynowo-skutkowe wykorzystujące dane przedstawione w postaci szeregów czasowych, reprezentujących dane hydrogeologiczne, hydrologiczne jak i meteorologiczne. Metoda prognozowania opracowana została w oparciu o statystyczne testowanie danych pomiarowych pochodzących z początkowego okresu napełniania wyrobiska poeksploatacyjnego "Pątnów". W opracowanej metodzie wykorzystano równanie bilansu dopływów wód. Parametry równania bilansu obliczono przy wykorzystaniu regresji wielorakiej. Obliczenia prognostyczne dotyczące wielkości dopływów wody na kolejnych poziomach piętrzenia zbiornika, poprzez wykorzystanie cyfrowego modelu wyrobiska końcowego, pozwoliły na sporządzenia prognozy wzniosu zwierciadła wody w zbiorniku Wznios zwierciadła wody w zbiorniku końcowym determinuje wydajność napływu wód podziemnych, dlatego w obliczeniach koniecznym jest sporządzenie prognozy wielkości tego dopływu dla kolejnych poziomów piętrzenia wody w wyrobisku. Jakość modelu prognostycznego oceniono ex ante na podstawie wartości uzyskanych statystyk modelu. Następnie przeprowadzono weryfikację ex post modelu zjawiska, poprzez porównanie wyników pomiarowych pochodzących z kolejnego etapu napełniania z wynikami wstępnej prognozy. Wyniki weryfikacji modelu wykazały, że błąd względny oceny tempa wzniosu zwierciadła wody, w okresie 18 miesięcznego okresu trwania napełniania zbiornika, wyniósł 0.4%. W końcowej części pracy przedstawiono uaktualnioną prognozę napełniania zbiornika Pątnów aż do calkowitego wypełnienia go wodą.

Słowa kluczowe

EN

opencast mining; lignite mine; open-pit reclamation; mine flooding; forecasting computations

PL

górnictwo odkrywkowe; kopalnia węgla brunatnego; zagospodarowanie wyrobisk; napełnianie zbiorników poeksploatacyjnych; obliczenia prognostyczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, no 2
• Strony: 181--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Polak K.

autor

Klich J.

• Katedra Górnictwa Odkrywkowego, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Box, G.E.P., Jekins, G.M., 1976. Time Series Analysis: Forecasting and Control. Holden Day, San Francisco, CA. 575 p.
• Cieślak, M. (red.), 1997. Prognozowanie gospodarcze, metody i zastosowania. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• Clark, R.T., 1996. Resuidual maximum likelihood (REML) methods for analyzing hydrogeological data series. Journal of Hydrology, v. 182, p. 277-295.
• Dittman, P., 1997. Metody prognozowania sprzedaży w przedsiębiorstwie. Wyd. 2., Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej im. Oskara Langego we Wrocławiu, Wrocław.
• Fiszer, J., 1992. Prognoza stabilizacji zwierciadła wody w wyrobisku poeksploatacyjnym odkrywkowej kopalni węgla brunatnego Pątnów. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Nr 58, Studia i materiały Nr 21.
• Here, P.W., Nadmorse, R.E., 1997. Water level fluctuations due to barometric pressure changes in isolated portion of unconfined aquifer. Groundwater. v. 35 (4), p. 667-671.
• Kasztelewicz, Z., 2002. Likwidacja zakładu górniczego na przykładzie odkrywki Pątnów KWB Konin w Kleczewie S.A. Górnictwo Odkrywkowe 5-6/2002.
• Kasztelewicz, Z. 2004. Polskie Górnictwo Węgla Brunatnego. Wyd. Związek Pracodawców "Porozumienie producentów Węgla brunatnego w Bełchatowie, Bełchatów - Wrocław.
• Michalski, A., 2003. Rekultywacja i zagospodarowanie wyrobiska końcowego. Węgiel Brunatny, Biuletyn Informacyjny Porozumienia Producentów Węgla Brunatnego, nr 1(42) 2003, s. 23-25, Wyd. Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego, Rogowiec.
• Rogoż, M., 2004. Hydrogeologia kopalniana z podstawami hydrogeologii ogólnej. Wyd. Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice.
• Stat Soft, Inc. (1997). STATISTICA for Windows [Computer program manual]. Tulsa, OK: Stat Soft, Inc., 2300 East 14th Street, Tulsa, OK 74104, phone: [phone], fax: [phone], email: [e-mail], WEB: http://www.statsoft.com
• Szczepiński, J., 2000. Predictive modelling of filling with water the Bełchatów Lignite Mine final Excavation, 7th International Mine Water Association Congress, Mine Water And Environment, Ustroń, Poland.
• Welfe, A., 2003. Ekonometria, metody i ich zastosowanie. wyd. III zmienione, Polskie Wyd. Ekonomiczne.
• Wilk, Z. (red.), 2003. Hydrogeologia Polskich złóż kopalin i problemy wodne górnictwa. tom 1, AGH Uczelniane Wyd. Naukowo-Dydaktyczne, Kraków.