Analiza parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu w rejonach eksploatacyjnych O/ZG Rudna

• Autorzy: Burtan Z. , Chlebowski D. , Cieślik J. , Zorychta A.

Warianty tytułu

EN

The analysis of induced seismicity of the rock strata in the stope regions in the Rudna mine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Aktualny poziom zagrożenia tąpaniami w kopalniach LGOM jest konsekwencją towarzyszącej robotom górniczym sejsmiczności górotworu, a większość dotychczas odnotowanych tąpnięć i odprężeń była spowodowana wstrząsami o najwyższych energiach. Z analizy aktywności sejsmicznej odnotowanej w ostatnich latach wynika, że spośród tych kopalń sejsmicznie najbardziej aktywną jest O/ZG Rudna. Artykuł zawiera ocenę kształtowania się sejsmiczności górotworu w O/ZG Rudna w latach 2006–2015 w całym obszarze kopalni oraz jej poszczególnych rejonach. W ramach parametrów sejsmiczności analizą objęto liczbę rejestrowanych zjawisk, łączną wartość emisji energii oraz wskaźnik jednostkowego wydatku energetycznego. Przeanalizowano także zmienność współczynników rozkładu Gutenberga-Richtera oraz odniesiono się do lokalizacji epicentrów ognisk względem frontu eksploatacyjnego, wyodrębniając nisko- (103 ≤ As < 105J) i wysokoenergetyczne (As ≥ 105J) wstrząsy usytuowane przed frontem, w rejonie robót rozcinkowych oraz w zrobach. Z przeprowadzonych rozważań wynika, że zagrożenie wysokoenergetycznymi wstrząsami w kopalni Rudna utrzymuje się na wysokim, porównywalnym w kolejnych latach poziomie, a zróżnicowana aktywność w wydzielonych rejonach może być między innymi funkcją zmiennej wysokości furty eksploatacyjnej oraz miąższości wstrząsogennych warstw węglanowych zalegających w stropie złoża. Analiza rozmieszczenia ognisk wstrząsów względem frontu eksploatacyjnego wskazuje, że niezależnie od wielkości energii sejsmicznej zdecydowanie najwięcej wstrząsów lokalizuje się w strefie robót rozcinkowych. W następnej kolejności wstrząsy niskoenergetyczne lokalizują się w obszarach zrobowych, a wstrząsy wysokoenergetyczne – przed frontem eksploatacji. Tym samym przedstawiona ocena kształtowania się aktywności sejsmicznej w O/ZG Rudna potwierdza związek ilości rejestrowanych wstrząsów oraz wielkości generowanej energii sejsmicznej z określonymi cechami lokalnych uwarunkowań geologiczno-górniczych, w tym elementami stosowanych systemów komorowo-filarowych.

EN

The current rockburst hazard conditions in the copper mines are the consequence of mining-induced seismicity of the rock strata whilst the majority of registered rockbursts have been caused by high-energy seismic events. The analysis of seismic activity in recent years indicates that the region of the Rudna mine is the region of the highest seismic activity. This paper is an attempt at evaluating the seismicity levels in the Rudna mine in the period from 2006-2015, within the entire mine and in its particular sections. Key parameters of seismic activity include the number of registered seismic events, total energy emission levels, and a unit energy factor. The variability of Gutenberg -Richter (GR) parameters are analyzed and the epicenters’ locations are investigated with respect to the stope position. The distinction is made between low-energy (103 ≤ As < 105 J) and high-energy (As ≥ 105J) seismic events ahead of the stope, in the opening-up cross-throughs and in the gob areas. It appears that the risk level of a high-energy event occurrence in the Rudna mine has not changed in recent years and has remained on a high level whilst the differences in seismic activity, in particular mine sections, are attributed to the varied extraction height and varied thickness of rockburst-prone carbonate layers in the roof of the copper ore deposit. The analysis of the epicenters’ locations with respect to the stope reveals that no matter what the seismic energy levels, the largest number of rockbursts are registered in the opening-up cross-through zone. Low-energy tremors are mostly located in the gob areas, high-energy events occur mostly ahead of the stope. Thus, the evaluation of the seismicity conditions in the Rudna mine seems to positively verify the relationship between the number of registered events and the levels of generated seismic energy, taking the local geological and mining conditions and the specificity of the room and pillar mining method into account.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo podziemne; eksploatacja rud miedzi; zagrożenie sejsmiczne

EN

underground mining; copper mining; seismic hazard

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 97
• Strony: 145--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Burtan Z.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Chlebowski D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Cieślik J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Zorychta A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Butra i in. 2009 – Butra, J., Dębkowski, R. i Szpak, M. 2009. Przyczyny i profilaktyka zagrożenia zjawiskami dynamicznymi w kopalniach rud miedzi. Materiały Międzynarodowego Kongresu Górnictwa Rud Miedzi t. 2. Lubin.
• 2. Burtan, Z. 2011. Kształtowanie się zagrożenia sejsmicznego w trakcie eksploatacji rud miedzi w rejonie strefy uskoku Biedrzychowa. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, Górnictwo i Środowisko nr 4/2, s. 34–42.
• 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, s. 43–51.
• 4. Dębkowski, R. i in. 2016. Kompleksowy projekt eksploatacji złoża w warunkach zagrożenia tąpaniami na lata 2017–2022. KGHM Polska Miedź S.A. Oddział ZG Rudna. Praca niepublikowana KGHM „Cuprum”, Wrocław.
• 5. Goszcz, A. 2004. Wybrane problemy zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpaniami kopalniach podziemnych. Biblioteka Szkoły Podziemnej Eksploatacji Złóż. Kraków: Wydawnictwo Nauka-Technika.
• 6. Gutenberg, B. i Richter, C.F. 1954. Seismicity of the Earth and Associated Phenomene. 2nd ed. Princeton University Press. Nowy Jork.
• 7. 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), s. 33–42, Wrocław: Wydawnictwo KGHM Cuprum Sp. z.o.o. CBR.
• 8. Materiały źródłowe dotyczące aktywności sejsmicznej górotworu w KGHM Polska Miedź S.A. Oddział ZG Rudna w latach 2006–2015. KGHM Polska Miedź S.A. Oddział ZG Rudna.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).