Analiza wpływu miąższości złoża rudy miedzi na lokalizację epicentrum wstrząsów w komorowo-filarowych systemach eksploatacji

• Autorzy: Chlebowski D. , Świeżowski M.

Identyfikatory

DOI

10.24425/znigsme.2018.125801

Warianty tytułu

EN

Influence of the ore deposit thickness on localities of the mining tremors epicenters within the room-and-pillar systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Towarzysząca prowadzeniu robót górniczych sejsmiczność indukowana, w tym przede wszystkim wysokoenergetyczna, jest jednym z głównych czynników decydujących o występowaniu zjawisk dynamicznych w górotworze. Określane tym mianem tąpnięcia i odprężenia należą do najpoważniejszych pod względem skutków zdarzeń wywołanych wstrząsami górotworu w kopalniach podziemnych. Charakteryzują się słabą przewidywalnością czasu i miejsca, a ich wpływ na skalę przejawów innych zagrożeń naturalnych (głównie wentylacyjnych) znacznie utrudnia dobór i wdrażanie optymalnych metod zwalczania. Biorąc pod uwagę systematycznie rosnącą głębokość eksploatacji w rejonie LGOM w połączeniu z obserwowanym zmniejszaniem się wysokości furty eksploatacyjnej, poznanie genezy oraz atrybutów aktywności sejsmicznej generowanej eksploatacją dokonaną w konkretnych uwarunkowaniach geologiczno-górniczych może przyczynić się do poprawy skuteczności podejmowanych działań prewencyjnych w aspekcie ograniczania skutków wstrząsów w wyrobiskach dołowych, a tym samym zapewnienia właściwego poziomu bezpieczeństwa zatrudnionych załóg. W pracy podjęto próbę odniesienia się do kwestii możliwej relacji pomiędzy miąższością eksploatowanego złoża i kształtowaniem się wybranych parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu (liczby i energii wstrząsów) z uwzględnieniem lokalizacji epicentrum rejestrowanych zjawisk względem frontu robót rozcinkowych w ramach szeroko stosowanych w LGOM jednoetapowych systemów komorowo-filarowych. Wykorzystano dane udostępnione przez stację geofizyki górniczej O/ZG Rudna, przy czym opierając się na informacji o rzeczywistej wysokości złoża w poszczególnych rejonach kopalni (Rudna Główna, Rudna Północna, Rudna Zachodnia) w połączeniu z przeglądem notowanej na przestrzeni ostatnich lat aktywności sejsmicznej tych rejonów, wytypowano do szczegółowych rozważań trzy pola eksploatacyjne (każde z innego rejonu) o znacząco różnych miąższościach wybieranego złoża (pole G-7/5/RG, pole XX/1/RP, pole XIX/1/RZ). Dysponując wypisem z katalogów aktywności sejsmicznej w obrębie wzmiankowanych parcel wyznaczono i dokonano analizy udziałów procentowych liczby notowanych zjawisk i ich energii w kontekście usytuowania epicentrum w obszarach powszechnie identyfikowanych z elementami systemu eksploatacji (w caliźnie furty, na froncie rozcinki i w strefie roboczej pola, w zrobach). Dla potrzeb wnioskowania o wielkości zagrożenia sejsmicznego w danym rejonie (polu) do analiz porównawczych wykorzystano zbiór wszystkich wstrząsów o energii powyżej 1 × 103 J, natomiast dla oceny skuteczności stosowanych metod/środków profilaktyki tąpaniowej operowano wyłącznie zjawiskami sprowokowanymi, zaistniałymi w czasie wyczekiwania po robotach strzałowych.

EN

Mining-induced seismicity, particularly high-energy seismic events, is a major factor giving rise to dynamic phenomena within the rock strata. Rockbursts and stress relief events produce the most serious consequences in underground mines, are most difficult to predict and tend to interact with other mining hazards, thus making control measures difficult to implement. In the context of steadily increasing mining depth within copper mines in the Legnica-Głogów Copper Belt Area (Poland) alongside the gradually decreasing effective mining thickness, a study of the causes and specificity of mining-induced seismicity in specific geological and mining settings may improve the effectiveness of the prevention and control measures taken to limit the negative impacts of rockbursts in underground mine workings, thus ensuring safe working conditions for miners. This study investigates the presumed relationship between the mined ore deposit thickness and fundamental parameters of mining-induced seismicity, with the main focus on the actual locations of their epicenters with respect to the working face in commonly used room-and-pillar systems. Data recalled in this study was supplied by the O/ZG Rudna geophysics station. Based on information about the actual ore deposit thickness in particular sections of the mines (Rudna Główna, Rudna Północna, Rudna Zachodnia) and recent reports on seismic activity in this area, three panels were selected for further studies (each in different mine region), where the ore deposit thickness was varied (panel G-7/5 – Rudna Główna, panel XX/1 – Rudna Północna, panel XIX/1 – Rudna Zachodnia). Data from seismic activity reports in those regions was used for energetic and quantitative analysis of seismic events in the context of the epicenter location with respect to the selected mining system components: undisturbed strata, working face and abandoned excavations. In consideration of the available rockburst control methods and preventive measures, all events (above 1 × 103 J) registered in the database were analysed to infer about the global rockburst hazard level in the panel and phenomena induced (provoked) by blasting were considered in order to evaluate the effectiveness of the implemented control measures.

Słowa kluczowe

PL

eksploatacja podziemna rud miedzi; zagrożenie tąpaniami; sejsmiczność indukowana górotworu

EN

underground copper mining; rockburst hazard; mining tremors

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 107
• Strony: 149--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chlebowski D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Świeżowski M.

• Usługi dla górnictwa sp. z o.o., Częstochowa

Bibliografia

• [1] Burtan i in. 2017 – Burtan, Z., Chlebowski, D., Cieślik, J. i Zorychta, A. 2017. Analiza parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu w rejonach eksploatacyjnych O/ZG Rudna. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 97. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN.
• [2] Burtan i in. 2010 – Burtan, Z., Zorychta, A. i Chlebowski, D. 2010. Analiza stanu zagrożenia sejsmicznego w polu XVII/1 O/ZG Rudna w aspekcie możliwości uaktywnienia się stref uskokowych. Przegląd Górniczy t. 66, nr 3–4. Katowice: Wyd. Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa.
• [3] Chlebowski, D. 2011. Energetyczna ocena możliwości wystąpienia procesów pękania w utworach anhydrytowych na przykładzie oddziału G-22 O/ZG Rudna. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, Górnictwo i Środowisko nr 4/2, Katowice.
• [4] Dubiński i in. 1999 – Dubiński, J., Mutke, G. i Stec, K. 1999. Rozwiązania w sejsmologii górniczej poprawiające efektywność oceny stanu zagrożenia sejsmicznego. Geologia t. 25, z. 1. Kraków: Wyd. AGH.
• [5] Gołda i in. 2015 – Gołda, A., Śladkowski, G. i Wieczorek, K. 2015. Mechanizmy ognisk wstrząsów górniczych zarejestrowanych w trakcie eksploatacji pokładu 209 ścianą 911 w bloku D KWK Ziemowit. Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud „Cuprum” nr 1 (74). Wrocław: Wyd. KGHM Cuprum Sp. z.o.o. CBR.
• [6] Knopik i in. 2015 – Knopik, M., Zuberek, W. i Wojtecki, Ł. 2015. Wieloprzyczynowość wysokoenergetycznych wstrząsów górniczych. Przegląd Górniczy t. 71, nr 12. Katowice: Wyd. Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa.
• [7] Konopko, W. 2009. Wieloźródłowość wstrząsów górotworu. Materiały konferencyjne Warsztaty 2009 (Zagrożenia w górnictwie). Bogatynia.
• [8] Koziarz, E. i Szłapka, M. 2010. Kierunki dalszego rozwoju informatycznego systemu do bezpośredniej lokalizacji zjawisk dynamicznych w O/ZG Rudna KGHM Polska Miedź SA. Wiadomości Górnicze nr 3. Katowice: Wyd. Górnicze Sp. z o.o.
• [9] Laskowski i in. 2015 – Laskowski, M., Wróbel, J. i Domerecki, A. 2015. Wpływ uwarunkowań geologiczno-górniczych i rejestrowanej aktywności sejsmicznej na przebieg eksploatacji w polu XVII/1 w KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG Rudna. Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud „Cuprum” nr 1 (74). Wrocław: Wyd. KGHM Cuprum Sp. z.o.o. CBR.
• [10] Leśniak, A. 2014. Identyfikacja sejsmicznych zjawisk podobnych rejestrowanych w kopalniach podziemnych. Przegląd Górniczy t. 70, nr 3. Katowice: Wyd. Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa.
• [11] Materiały źródłowe KGHM Polska Miedź SA O/ZG Rudna w Polkowicach, 2016 (materiały niepublikowane).
• [12] Mirek i in. 2001 – Mirek, A., Bargieł, K. i Szłapka, M. 2001. Organizacja i zadania kopalnianej stacji geofizyki górniczej dla potrzeb monitoringu sejsmiczności górotworu w O/ZG Rudna. Materiały X Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk.
• [13] Opracowanie zasad i sposobu klasyfikowania stropów i spągów dla oceny skłonności górotworu do tąpań oraz zaliczania partii złóż do odpowiedniego stopnia zagrożenia tąpaniami w kopalniach rud miedzi. KGHM Cuprum Sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław, 2013 (materiały niepublikowane).
• [14] Rudziński, Ł. i Lizurek, G. 2015. Mechanizm zjawiska sejsmicznego oraz tąpnięcia w OZG Rudna w Polkowicach z 19.03.2013 z wykorzystaniem lokalnych i regionalnych sieci sejsmologicznych. Czasopismo Naukowo- -Techniczne Górnictwa Rud „Cuprum” nr 3 (76). Wrocław: Wyd. KGHM Cuprum Sp. z.o.o. CBR.
• [15] Stec, K. 2012. Focal mechanisms of mine-induced seismic events an explanation of geomechanical processes in the area of Longwall 6, seam 510 in hard coal mine Bobrek-Centrum. Archives of Mining Sciences t. 57, nr 4. Kraków: Wyd. Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.
• [16] Stec, K. i Błaszczyk, E. 2008. Charakterystyka procesów zachodzących w ogniskach wysokoenergetycznych wstrząsów występujących w czasie eksploatacji ściany 17 w pokładzie 361 KWK Knurów. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 24, z. 2/3. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN.
• [17] Stec, K. i Wojtecki, Ł. 2011. Charakterystyka mechanizmu ognisk wstrząsów górotworu związanych z eksploatacją pokładu 510 ścianą 502 w kopalni węgla kamiennego Bielszowice. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, Górnictwo i Środowisko nr 1, Katowice.
• [18] Świeżowski, M. 2016. Analiza porównawcza stosowanych metod i środków profilaktyki tąpaniowej w złożu o różnej miąższości na przykładzie wybranych pól eksploatacyjnych KGHM Polska Miedź SA O/ZG Rudna. Praca magisterska, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii AGH, Kraków (materiały niepublikowane).
• [19] Talaga i in. 2017 – Talaga, A., Koziarz, E. i Rudziński, Ł. 2017. Skomplikowany mechanizm pękania górotworu w warunkach działania kopalni głębinowej na podstawie zjawiska sejsmicznego z O/ZG Rudna w Polkowicach. Przegląd Górniczy t. 73, nr 4. Katowice: Wyd. Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa.
• [20] Zorychta i in. 2005 – Zorychta, A., Burtan, Z. i Chlebowski, D. 2005. Wpływ warunków górniczych na kształtowanie się stanu zagrożenia wstrząsami i tąpaniami. Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud „Cuprum” nr 3 (36). Wrocław: Wyd. KGHM Cuprum Sp. z.o.o. CBR.