Determination of granite rock massif weathering and cracking of surface layers in the oldest parts of medieval mine depending on used mining method

• Autorzy: Lednicka M. , Kalab Z.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2016-0028

Warianty tytułu

PL

Określenie granic wietrzenia masywu skał granitowych i spękań warstw powierzchniowych w najstarszych częściach średniowiecznej kopalni, w zależności od stosowanych metod wydobycia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the use of selected non-destructive testing methods for the purpose of specifying information on weathering and cracking of surface layers of granite rock massif in the medieval Jeroným Mine (the Czech Republic). This mine has been declared the National Heritage Site of the Czech Republic and its opening as a mining museum to the public is gradually prepared. Geological and geomechanical evaluation documents the possibility to find all kinds of weathering grades of rock massif in this mine. Two non-destructive methods have been tested, namely the measurement of ultrasonic pulse velocity and the measurement of Schmidt hammer rebound value. Field measurements were performed in two selected galleries to verify the application of such methods in specific conditions of underground spaces. Used mining method is one of the parameters later influencing cracking of rock massif. In selected galleries, two different mining methods were used which means that a part of a gallery profile was mined out by hand tools in the Middle Ages and another part of the profile was later mined out by blasting. Measurements in these galleries have enabled to analyse the influence of used mining methods on cracking of rock massif in the impaired zone, and, consequently, on ongoing weathering processes in those zones.

PL

W pracy omówiono wykorzystanie wybranych metod nieniszczących w celu zebrania szczegółowych danych na temat wietrzenia skał i pękania warstw powierzchniowym w masywie skał granitowych w średniowiecznej kopalni Jeronym (Republika Czeska). Kopalnia ta została wpisana listę obiektów dziedzictwa narodowego w Republice Czeskiej, obecnie trwają przygotowania do jej otwarcia jako muzeum górnictwa, dostępnego dla zwiedzających. Analizy danych geologicznych i geochemicznych potwierdzają możliwość postępującego wietrzenia masywu skalnego. Przetestowano dwie metody nieniszczące: pomiar prędkości impulsu ultradźwiękowego oraz pomiarów reakcji po odskoku po uderzeniu młota Schmidta. Badania terenowe przeprowadzono w dwóch chodnikach w kopalni w celu weryfikacji metod zastosowanych w szczególnych warunkach przestrzeni podziemnych. Wybór metody wydobycia jest podstawowym czynnikiem warunkującym powstawanie spękań górotworu. W wybranych chodnikach zastosowano dwie różne metody wydobywania: w jednej części urabianie odbywało się za pomocą narzędzi ręcznych stosowanych w Średniowieczu, w części drugiej urabianie prowadzono przy wykorzystaniu prac strzałowych. Pomiary wykonane w obydwu chodnikach umożliwiły zbadanie wpływu metody wybierania na pękanie górotworu w sąsiadujących strefach, a także na postępujące procesy wietrzenia skał w tych rejonach.

Słowa kluczowe

EN

Jeroným Mine; non-destructive testing; ultrasonic pulse velocity; Schmidt hammer; weathering; granite

PL

kopalnia Jeronym; metody nieniszczące; pomiar prędkości impulsu ultradźwiękowego; młot Schmidta; wietrzenie skał

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, no. 2
• Strony: 381--395
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lednicka M.

• Institute of Geonics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Studentska Str. 1768, 70800 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Kalab Z.

• Institute of Geonics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Studentska Str. 1768, 70800 Ostrava-Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• [1] Agricolae G., 1556. De re metallica libri XII. Apvd Hieron Frobenivm et Nicolavm Episcopivm, Basileae.
• [2] Aydin A., 2009. ISRM Suggested method for determination of the Schmidt hammer rebound hardness: Revised version. Int. J. Rock Mech. Min., 46, 3, 627-634.
• [3] Bell F.G., 2004. Engineering geology and construction. Spon Press, London and New York.
• [4] Fitzner B., 2002. Damage diagnosis on stone monuments - in situ investigation and laboratory studies. Proceedings of the International Symposium of the Conservation of the Bangudae Petrolyph, Ulsan City, Korea, 15.7.2002, Stone Conservation Laboratory, Seoul National University, Seoul, Korea, 29-71.
• [5] Gupta A.S., Seshagiri Rao K., 1998. Index properties of weathered rocks: inter-relationships and applicability. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 57, 2, 161-172.
• [6] Kaláb Z., Knejzlík J., Kořínek R., Kukutsch R., Lednická M., Žůrek P., 2008. Contribution to experimental geomechanical and seismological measurement in the Jeroným mine. Acta Geodynamica et Geomaterialia, 5, 2, 213-223.
• [7] Knejzlík J., Kaláb Z., Lednická M., Staš L., 2011. Investigation of the medieval Jeroným Mine stability: present results from a distributed measurement network. A. Idziak, R. Dubiel (Eds.), Geophysics in Mining and Environmental Protection, Series: Geoplanet: Earth and Planetary Sciences, Springer Verlag, Berlin, 59-69.
• [8] Lednická M., Kaláb Z., 2012. Evaluation of granite weathering in the Jeroným Mine using non-destructive methods. Acta Geodyn. Geomater., 9, 2, 211-220.
• [9] Lednická M., Kaláb Z., 2013a. Vibration effect of earthquakes in abandoned medieval mine. Acta Geod. Geophys., 48, 2, 221-234.
• [10] Lednická M., Kaláb Z., 2013b. Testing of non-destructive measurement methods of rock massif weathering in the Jeroným mine. EGRSE XX, 1, 66-77.
• [11] Lehrberger G., Gillhuber S., 2007. Teplá - Trachyt. Technische Universität München, München.
• [12] Li Ch., Kang L., Qi Q., Mao D., Liu Q., Xu G., 2009. The numerical analysis of borehole blasting and application in coal mine roof-weaken. Procedia Earth and Planetary Science, 1, 1, 451-459.
• [13] Raška P., Kirchner K., 2011. Assessing landscape changes in a region affected by military activity and uranium mining (Prameny municipality area, Western Bohemia, Czech Republic): a multi-scale approach. Moravian Geographical Reports, 19, 4, 29-37.
• [14] Vahed G., Husaini O., Bujang K.H., 2009. A study of the weathering of the Seremban granite. EJGE, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 14, D, 1-9.
• [15] Vasconcelos G., Lourenco P.B., Alves C.A.S., Pamplona J., 2008. Ultrasonic evaluation of the physical and mechanical properties of granites. Ultrasonics, 48, 5, 453-466.
• [16] Viles H., Goudie A., Grab S., Lalley J., 2011. The use of the Schmidt Hammer and Equotip for rock hardness assessment in geomorphology and heritage science: a comparative analysis. Earth Surf. Process. Landforms, 36, 3, 320-333.
• [17] Žurek P., Kořínek R., 2001/2002. Opening of the medieval Jeroným mine in the Czech republic to the public. J. Mining, Geol. Sci., 40/41, 51-72.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę