Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Problematyka funkcjonowania dróg na terenach górniczych

Grygierek M.

Magazyn Autostrady

|

2018

|

Nr 1-2

40--45

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę skutków eksploatacji górniczej obserwowanych w pasie drogowym. Przedstawione przykłady mogą być przydatne zarówno na etapie projektowania rozwiązań komunikacyjnych, jak również w okresie utrzymania sieci drogowej poddanej wpływom eksploatacji górniczej.

EN

The article presents the characteristics of the effects of mining exploitation observed in a road lane. The presented examples can be useful both at the stage of designing communication solutions and during the maintenance of the road network that is a subject to mining exploitation.

2

Wykorzystanie tomografii elektrooporowej do lokalizacji płytkich pustek w górotworze

Ścigała R., Szafulera K., Kruczkowski M., Tomiczek K.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 3

249--256

PL

Warunkiem koniecznym do powstawania na powierzchni zapadlisk jest istnienie pustek w górotworze występujących na niewielkich głębokościach. Pustki te mogą być pochodzenia naturalnego (np. zjawiska krasowe) lub antropogenicznego (wskutek dokonanej eksploatacji górniczej). Bez względu na charakter powstania pustki, stanowi ona poważne zagrożenie dla szeroko rozumianego bezpieczeństwa publicznego, z uwagi na zagrożenie wystąpienia deformacji nieciągłych. Aby zagrożenie tego typu można było zlikwidować, niezbędne jest najpierw rozpoznanie lokalizacji pustki, a następnie jej likwidacja, np. poprzez wypełnienie odpowiednim materiałem. Jednym ze sposobów określenia lokalizacji płytkich pustek w górotworze w sposób nieniszczący są metody geofizyczne. W artykule przedstawiony został przykład wykorzystania jednej z metod geofizycznych – tomografii elektrooporowej, do lokalizacji płytkich antropogenicznych pustek w górotworze. Przeprowadzone badania dotyczyły terenu górniczego jednej z kopalń GZW, gdzie w przeszłości na niedużej głębokości prowadzono roboty górnicze. Teren ten wybrano ze względu na stosunkowo dobrze rozpoznaną sytuację geologiczną i górniczą, ale przede wszystkim przez wzgląd na makroskopowo zauważalne zmiany rzeźby terenu korespondujące z lokalizacją wyrobisk górniczych określonych na podstawie map górniczych oraz stwierdzone w przeszłości przez służby kopalni zapadlisko.

EN

The necessary condition for sinkhole creation on the surface there is a void occurrence inside the rock mass, located at shallow depths. Such voids may be of natural (eg. karst phenomena) or anthropogenic origin (as an effect of underground mining works). Whatever the nature of the void is, it creates a serious threat to the broadly understood public safety, due to the risk of discontinuous deformations. For this type of threat to be eliminated, it is necessary to precisely recognize the location of the void firstly, then its liquidation should be done, eg. by filling in with appropriate material. One of the non-destructive ways for determination of the shallow cavities location inside the rock mass are geophysical methods. In the paper, an example of using the electrical resistivity tomography for identification of shallow anthropogenic voids has been presented. The study concerns the mining area of one of the Upper Silesian Basin mines, where in the past the mining works were carried out at shallow depth. This area was chosen because of the relatively well-recognized geological and mining situation, but above all for the sake of macroscopically visible changes in the terrain morphology, corresponding to the location of the mine workings identified on the basis of mining maps and the sinkhole created in the past in this area.

3

Ocena wpływu fizycznych właściwości mieszanin popiołowo-wodnych do wypełniania płytkich pustek podziemnych na stan zagrożenia występowaniem nieciągłych deformacji powierzchni terenu

Strozik G.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 3

235--248

PL

Płytkie pustki podziemne stanowią potencjalne źródło zagrożenia występowaniem deformacji nieciągłych, zwłaszcza zapadlisk, którym można zapobiec przez wypełnienie pustek odpowiednio dobranymi materiałami. Aby uniemożliwić opad skał stopowych i samozasypanie pustki luźnymi skałami nadkładu, użyty do wypełnienia materiał musi być nieściśliwy, odporny na rozmakanie i spełniać inne kryteria wymagane dla mieszanin przeznaczonych do wypełniania pustek podziemnych. W artykule dokonano oceny sedymentacji, czasu tężenia i wiązania, wytrzymałości na ściskanie, rozmakalności i ściśliwości wybranych rodzajów mieszanin popiołowo-wodnych na przebieg procesu wypełniania pustek podziemnych i stabilizacji warstw nadległych, z uwzględnieniem wpływu czasu na zmianę wartości tych parametrów. Następnie dokonano porównania ściśliwości mieszanin popiołowo-wodnych i popiołów w stanie suchym oraz wilgotnym. Na tej podstawie określono wpływ rodzaju materiału wypełniającego na wysokość stref zawału i spękań nad pustką podziemną, których położenie względem stropu skały zwięzłej i powierzchni ziemi decydujące o wystąpieniu nieciągłej deformacji powierzchni terenu.

EN

Shallow underground voids represent potential source of discontinuous deformations, especially sinkholes, which it is possible to prevent through the filling of the voids with appropriately selected materials. In order to make the fall of rocks and backfilling of the void with loose overburden rocks impossible, material applied for the filling must be incompressible, waterproof, and fulfil other criteria required for mixtures intended to fill underground voids. In the article an assessment of impact of such properties as sedimentation, set and binding time, compressive strength, soak resistance and compressibility of chosen kinds of ash-water mixtures on the process of filling and stabilization of overlying rocks has been conducted, including the influence of the time on the change of the value of these parameters. Next the compressibility of ash-water mixtures and ashes in the dry and humid state have been compared. On this base an influence of a kind of fill material on the height of caving and fractured zones over a void has been determined, which position in relation to the hard rock roof and ground surface are essential for appearing of discontinuous ground deformation.

4

Przestrzenna analiza międzypoziomowej migracji pustki poeksploatacyjnej w ujęciu probabilistycznym

Malinowska A., Guzy A., Ulmaniec P., Hejmanowski R.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 1

68--77

PL

W przypadku kopalń soli problem zachowania bezpieczeństwa w rejonie wyrobisk komorowych i na powierzchni terenu jest niezwykle złożony. Na przebieg procesu deformacji w górotworze solnym mają wpływ zarówno własności geomechaniczne różnych typów soli, jak i cały szereg czynników górniczych, geologicznych i hydrogeologicznych wpływających na potencjalne ryzyko wywołania zapadlisk czy deformacji ciągłych na powierzchni terenu. Przy tak złożonym zagadnieniu zasadnym i optymalnym rozwiązaniem wydaje się być wykorzystanie Systemów Informacji Geograficznej (GIS), które umożliwiają integrację wielu czynników i pozwalają na wyłonienie stref o szczególnym zagrożeniu zapadliskowym. Analizy przestrzenne zrealizowane w GIS pozwoliły na wyłonienie rejonów, w których wzajemny układ komór jest niekorzystny i w których wytężenia górotworu solnego mogłyby prowadzić do znacznego zaciskania się wyrobisk komorowych. W rejonach tych istnieje prawdopodobieństwo międzypoziomowej migracji pustki z poziomów niższych do wyższych. W badaniach opracowano koncepcję zintegrowanego systemu oceny zagrożenia złoża solnego opartego o funkcjonalność analityczną GIS w ujęciu estymacji prawdopodobieństwa międzypoziomowej migracji pustki poeksploatacyjnej.

EN

The problem of safety in historic salt mines is an extremely complex issue. The process of deformation in rock masses related not only to geomechanical properties of different types of salt, but also a whole range of mining, geological and hydrogeological factors affecting the potential risk of causing sinkholes or continuous deformation on the surface. With such a complex issue a reasonable and optimal solution seems to be the application of Geographic Information Systems (GIS), which support the integration of multiple factors. Spatial analysis carried out in GIS enables detection of the areas with unfavorable chambers distribution that could lead to increase strains in rock mass and significant tightening of the excavation chamber. In those areas there is a likelihood of cross-level void migration from low to high levels. A new concept of an integrated system of risk assessment salt deposits based on the analytical functionality of GIS in terms of the probability of cross-level void migration has been presented.

5

Budynki ścianowe na terenach górniczych o deformacjach nieciągłych. Część 1 – Rozwiązania analityczne

Cińcio A., Fedorowicz J.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 5

32--38

PL

W części 1 pracy przedstawiono uproszczoną metodykę przeprowadzania analizy statycznej budynków o konstrukcji ścianowej w sytuacji, gdy w obrębie rzutu poziomego ich fundamentów może pojawić się lokalna nieciągłość terenu w postaci progu. Sformułowano podstawowe założenia pracy oraz podano rozważania teoretyczne prowadzące do określania dodatkowego obciążenia budowli sztywnej znajdującej się nad uskokiem. Następnie sformułowano sposób pozwalający na rozdzielenie wyznaczonego obciążenia przestrzennej bryły budynku na poszczególne ściany budynku. Przyjęto przy tym założenie, że kierunek przebiegu liniowej nieciągłości powierzchni jest określony, a jej zasięg mierzony w obrębie rzutu poziomego fundamentu, nie przekroczy zdefiniowanej w pracy odległości krytycznej.

EN

Part 1 of the work presents a simplified methodology for the static analysis of longwall construction buildings, in which case a local area discontinuity may appear in the form of threshold within the horizontal projection of their foundation. This paper provides formulation of the basic assumptions of the work and presents theoretical considerations leading to the determination of additional load on a rigid structure located above the fault. Moreover, a method allowing to separate the determined load of the spatial body of the building on each building wall. It was assumed that the direction of the surface linear discontinuities is known and its reach measured within the horizontal projection of the foundation should not exceed the critical distance defined in the work.

6

Budowle ścianowe na terenach górniczych o deformacjach nieciągłych. Część 2 – Analizy numeryczne

Cińcio A., Fedorowicz J.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 5

39--49

PL

W drugiej części pracy przedstawiono wyniki analiz numerycznych zagadnień omawianych w części pierwszej. Dotyczą one problemu zachowania się budynku w sytuacji, gdy w obrębie rzutu poziomego budynku pojawia się liniowa deformacja nieciągła powierzchni terenu w postaci progu. Utrzymano przy tym założenie przyjęte w części 1 pracy, że zasięg uskoku w obszarze rzutu poziomego budynku nie przekracza tak zwanej odległości krytycznej. Analizę przeprowadzono metodą MES. Dla stworzenia modelu obliczeniowego podłoża górniczego wykorzystano oprócz modelu sprężystego i modelu Winklera również modele sprężysto-plastyczne z powierzchnią plastyczności w postaci warunku Coulomba-Mohra i Druckera-Pragera, a także model mechaniki stanu krytycznego – Modyfied Cam-Clay.

EN

Part 2 of the work presents the results of numerical analyses of the issues discussed Part 1. These problems concern the behavior of the building, in which case a linear area discontinuity may appear in the form of a threshold within the horizontal projection of the building. The assumption adopted in Part 1 of the work that the extent of the fault in the area of the horizontal projection of the building does not exceed the so-called critical distance has been maintained. The analysis was carried out by FEM. To create a computational model of the mining surface, in addition to the elastic model and Winkler model, the elastic-plastic models with surface plasticity as a condition of Mohr-Coulomb and Drucker-Prager, as well as the model of critical state mechanics – Modified Cam-Clay have been applied.

7

Przykłady zagrożeń powierzchni terenu deformacjami nieciągłymi typu powierzchniowego ujawniające się nad zlikwidowanymi podziemnymi wyrobiskami górniczymi

Tajduś K., Sroka A., Misa R., Dudek M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

3--10

PL

Artykuł przedstawia kilka zdarzeń deformacji nieciągłych typu powierzchniowego, które ujawniły się na powierzchni terenu w rejonach zlikwidowanych podziemnych kopalń. Autorzy przedstawili opis warunków, które doprowadziły po powstania deformacji, a następnie przedstawiono sposoby ich rewaloryzacji.

EN

The article provides some examples of the surface-type discontinuous deformations that occurred on the ground surface in the regions of closed mines. The authors present a description of the conditions that led to the deformations and then the indicated mode of their restoration.

8

Ocena wpływu odwadniania wyrobisk górniczych na stan zagrożenia występowaniem deformacji nieciągłych na obszarze północnej części niecki bytomskiej

Strozik G.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 2

153--161

PL

W północnej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, na obszarze nakładania się masywu triasowego na warstwy karbońskie, występują trudne warunki ochrony powierzchni terenu związane z dokonaną eksploatacją płytko zalegających rud metali w utworach triasowych oraz węgla kamiennego w masywie karbońskim. Powierzchnia terenu nad zrobami płytkiej eksploatacji rud metali narażona jest w szczególnym stopniu na występowanie nieciągłych deformacji powierzchni terenu, głównie w formie zapadlisk. Na większości tych obszarów eksploatacja jest zaniechana, jednak wysoki poziom zagrożenia deformacjami nieciągłymi utrzymuje się ze względu na wysoką dynamikę ruchu wód podziemnych w przepuszczalnych utworach węglanowych, wspieraną przez odwadnianie czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego, a także obecność starych zrobów i eksploatacją bieżącą. Nowe przedsięwzięcia wydobywcze podejmowane w niecce bytomskiej zakładają zastosowanie systemu eksploatacji minimalizującego ruchy górotworu dla uniknięcia rozwoju zjawisk deformacyjnych w nadkładzie triasowym i maksymalną ochroną powierzchni terenu. Jednak w aspekcie zjawisk hydrogeologicznych, dawna i obecna działalność górnicza wpływa na znacznie przyspieszony, w porównaniu do warunków naturalnych, rozwój procesów erozyjnych i krasowych. Wynika to z charakterystyki fizycznych i chemicznych właściwości skał węglanowych oraz wzmożonego ruchu wód podziemnych, generowanego przez odwadnianie górotworu. W wielu przypadkach odwadniania kopalń nie można postrzegać jako proces tymczasowy, trwający do zakończenia działalności górniczej. Będzie to proces trwały, wymuszony koniecznością odwadniania obniżonych przez osiadanie górotworu terenów zurbanizowanych i skutkujący postępującą erozją i krasowieniem warstw triasowych. Obecność pustek i stref rozluźnień w płytkich warstwach skał węglanowych oraz stan zawodnienia ośrodka skalnego można określić za pomocą pomiarów geofizycznych, spośród których szczególnie przydatna jest metoda elektrooporowa, pozwalająca między innymi na wyróżnienie obszarów wypełnionych wodą (anomalne strefy niskooporowe) oraz suchych, względnie utworzonych przez skały nisko przepuszczalne (anomalie wysokooporowe). Jako ilustrację rozważań teoretycznych omówiono dwa przykłady badań wybranych terenów: w rejonie Piekar Śląskich, gdzie prowadzono eksploatacja rud metali oraz Czeladzi, gdzie rudy metali nie występują. Przeanalizowane przykłady badań zmierzających do określenia stanu zagrożenia występowaniem deformacji nieciągłych powierzchni terenu na podłożu triasowym pod którym prowadzona była eksploatacja w warstwach karbonu, potwierdzają silny związek między warunkami hydrogeologicznymi panującymi w utworach triasowych a skalą tego zagrożenia.

EN

In northern part of Upper Silesia Coal Basin, where Triassic deposits overlay Carboniferous strata, difficult conditions of ground surface exist in regard to extraction of shallow meal ore deposits in Triassic and coal in Carboniferous strata. Ground surface over remnants of shallow ore metal mining is endangered by discontinuous deformations, especially in a form of sinkholes. On most of the area mining works are completed, although the risk of sinkholes occurrence is still significant due to high dynamics of ground waters movement in permeable carbonate rocks, supported by drainage of active and closed coal mines as well as presence of old void and current mining works. New mining operations undertaken in Bytom trough assume use of mining system that minimises rock mass movements to avoids development of deformation in Triassic overburden and maximal protection of ground surface. However, from the point of view of hydrogeological phenomena, previous and current mining activity influences accelerated, in relation to natural conditions, processes of erosion and karst development. It results from physical and chemical properties of carbonate rocks as well as increased flow of ground waters generated by drainage of the rock mass. In many cases drainage of mines cannot be seen as temporary process until completion of mining activities. It will be permanently necessary for a reason of drainage of urbanised terrains subsided in results of excessive mining operation, in result of which erosion and karst process will continue. Presence of voids and loose zones in shallow layers of carbonate rocks as well as flooding of rock environment may observed using geophysical measurements, from which the most useful is electrical resistivity method. This method allows, between other, selection of flooded (low resistivity anomalies) and dry (highly resistive anomalies), eventually containing rocks of low permeability, areas. As an illustration of theoretical considerations two examples of measurements have been discussed : an area in Piekary Śląskie, where coal mine extraction took place, and in area of Czeladź, where metal ores do not exist. Conducted measurements, aimed on determination of the risk of sinkholes arise on the ground surface over Triassic foundation undermined by coal mine extraction, confirm strong relation between hydrogeological conditions, which occur in Triassic formations and predisposition for sinkhole occurrence.

9

Studium przypadku wystąpienia na powierzchni deformacji nieciągłych

Szafulera K.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2017

|

nr 4

16--23

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki analizy wpływu warunków geologiczno-górniczych na powstanie na powierzchni deformacji nieciągłych. Nieciągłości wystąpiły w rejonach niekorzystnych warunków naturalnych oraz wpływów eksploatacji górniczej w postaci deformacji i wstrząsów górotworu. Forma oraz wielkość deformacji wyraźnie wskazują, że poza czynnikami górniczymi w procesie ich powstania mogły towarzyszyć również inne czynniki pozagórnicze.

EN

The article presents the results of analysis of the influence of geological and mining conditions on the occurrence of discontinuous deformations on the surface. Discontinuities occurred in the regions of unfavourable natural conditions and impacts of mining operations in the form of deformations and rock mass shocks. The form and size of the deformations clearly indicate that, apart from mining factors, other non-mining factors could accompany in the process of their occurrence.

10

Analiza przyczyn powstania liniowej deformacji nieciągłej

Szafulera K., Kruczkowski M.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2017

|

nr 3

24--30

PL

W artykule przedstawiony został przykład wystąpienia na powierzchni liniowej deformacji nieciągłej powyżej przecznic polowych, jednej z kopalń GZW. Przeprowadzona została analiza warunków geologiczno-górniczych wraz z obliczeniami deformacji powierzchni wywołanymi dokonaną eksploatacją.

EN

The article presents an example of the occurrence of a discontinuous deformation on the surface above the field cross-cuts, in one of the mines of Upper Silesian Coalbasin. The analysis of geological and mining conditions was carried out along with calculations of surface deformations caused by the performed mining operations

11

Występowanie i ocena oddziaływania wyrobisk komorowych i korytarzowych na powierzchnię terenów górniczych

Strozik G.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2016

|

nr 8

151--168

PL

Na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego istnieją liczne obszary występowania pozostałości płytkiej podziemnej eksploatacji złóż. Należą do nich zarówno wyrobiska historyczne, często o dużej wartości zabytkowej, jak i podziemne komory i chodniki lub ich fragmenty pozostałe po „rabunkowej” eksploatacji, prowadzonej bez uwzględnienia zasad ochrony środowiska. Prowadzenie eksploatacji górniczej pod zurbanizowanymi obszarami GZW wpłynęło na rozwój metod prognozowania deformacji powierzchni terenu, w szczególności dla bieżącej, wielkopowierzchniowej eksploatacji ścianowej. Obliczanie deformacji powierzchni terenu dla pojedynczych niewielkich wyrobisk może opierać się między innymi na geometryczno-całkowej metodzie Budryka-Knothego. W artykule przedstawiono zależności pozwalające na wyznaczanie parametrów deformacji powierzchni terenu dla wyrobisk na głębokościach, dla których możliwe jest stosowanie równań teoretycznych – w strefie występowania deformacji ciągłych. Następnie omówiono istniejące metody określania wpływu podziemnych wyrobisk górniczych leżących w pobliżu powierzchni ziemi, w strefie, w której ich zawał prowadzić może do występowania deformacji nieciągłych, w formie zapadlisk i innych poważnych zaburzeń powierzchni terenu, stwarzających w skrajnej sytuacji, nawet katastrofalne zagrożenie dla obiektów budowlanych i bezpieczeństwa ludności. Na przykładzie przykładowego wyrobiska przedstawiono szereg wyników obliczeń związanych z wpływem głębokości wyrobiska na rodzaj i skalę deformacji powstających na powierzchni ziemi w wyniku ich zawału.

EN

On the Area of Upper Silesia Coal Basin exist numerous areas of shallow underground mining remnants. There are both historical workings, often of high monumental value and underground rooms, gates or their parts, remained after “predatory” mining operations, which was conducted unregard environmental protection measure. Mining works under urbanised areas of USCB induced development of ground subsidence modelling for current, longwall mining operations. Geometrical – integral methods developed by Budryk and Knothe can be used for calculating of ground deformations parameters for small workings. The paper presents relations, which allow determination of subsidence parameters for workings located on depths, for which theoretical equations can be used – it means area of continuous subsidence. Next, for underground workings located close to the ground, where their collapse may result in sinkholes and other significant ground disturbances occurrence connected with hazards for building structures and public safety, methods for their prediction have been discussed. On an example of an underground working, a range of calculations results have been presented to show influence of its depth on a type and range of ground deformations resulted from its collapsing.

12

Przestrzenna analiza czynników górniczo-geologicznych związanych z procesem kształtowania się deformacji nieciągłych

Malinowska A., Matonóg A.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 10

51--62

PL

Problem powstawania deformacji nieciągłych na terenie byłych lub aktualnych terenów górniczych jest wciąż nierozwiązany. Bardzo często proces powstawania nieciągłych deformacji powierzchni terenu związany jest z wieloma czynnikami - nie tylko górniczymi czy geologicznymi. Poprawna interpretacja przyczyny powstania deformacji nieciągłej w danym rejonie jest kluczowa w procesie ochrony powierzchni terenu w strefach podatnych na kształtowanie się tego typu zjawisk. Badania prezentowane w niniejszym artykule związane były z pokazaniem możliwości przestrzennej analizy czynników ryzyka mogących mieć wpływ na proces tworzenia się deformacji nieciągłych. Wykorzystanie zbiorów rozmytych oraz estymacji jądra gęstości pozwoliło nie tylko na lepszą prezentację czynników ryzyka, ale również umożliwiło określenie stopnia skorelowania rozkładu tych czynników z przestrzennym rozkładem miejsc występowania deformacji nieciągłych. Prezentowane wyniki pozwalają na przeprowadzenie pogłębionej analizy przyczynowo-skutkowej pomiędzy czynnikami górniczo-geologicznymi a deformacjami nieciągłymi zaobserwowanymi na powierzchni terenu.

EN

The problem of discontinuous deformations occurrence in the former or current mining areas is still vague. Very often the process of formation of discontinuous surface deformation is related to many factors, not only mining or geological but also others. The correct interpretation of the causes of the discontinuous ground deformations development in the region is crucial in the protection of the land surface in areas susceptible to the formation of this type of phenomena. The research presented in this article is related to the presentation of the possibilities of spatial analysis of risk factors that may affect the formation of discontinuous deformations. The use of fuzzy membership functions and kernel density interpolation has enabled, not only to enhance the presentation of the risk factors but also enabled to determine the correlation between the risk factors, the spatial distribution of discontinuous deformation. The presented results allow to carry out an in-depth analysis of cause- -and-effect relationship between mining and geological factors and discontinuous deformation observed on the surface.

13

Ocena zagrożenia powierzchni terenu deformacjami nieciągłymi przy uwzględnieniu czynników ilościowych i jakościowych

Malinowska A., Matonóg A.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 10

63--67

PL

Proces kształtowania się deformacji nieciągłych jest bardzo złożonym zjawiskiem. W dobie minimalizacji wydobycia coraz więcej zakładów górniczych zostaje zamkniętych. Wiele z nich prowadziło działalność przez dziesiątki lat na stosunkowo niewielkiej głębokości. Pod powierzchnią terenu, bardzo często intensywnie zagospodarowanego, znajdują się dziesiątki niezabezpieczonych pustek i korytarzy należących do zamkniętych kopalń. Większość metod prognostycznych pozwala na ocenę zagrożenia powierzchni terenu nieciągłymi deformacjami, kształtującymi się w wyniku aktualnie prowadzonej płytkiej eksploatacji. W przypadku starych wyrobisk górniczych metody te charakteryzują się niską efektywnością. Przy złożonych warunkach górniczo- geologicznych analityczne założenia funkcyjne, bazujące jedynie na zmiennych ilościowych, nie pozwalają na poprawny opis procesu propagacji pustki górniczej ku powierzchni. Prezentowane rozwiązanie, bazujące na metodach wielokryterialnych, pozwala na uwzględnienie w prognozach zarówno czynników o charakterystyce ilościowej, jak i jakościowej. Takie podejście pozwala na uwzględnienie przy modelowaniu nieciągłych deformacji powierzchni terenu, złożonych warunków górniczo-geologicznych. Efektywność prezentowanego rozwiązania sprawdzono przez porównanie wyniku prognozy z zaobserwowanymi miejscami, w których wystąpiły deformacje nieciągłe powierzchni terenu.

EN

The formation process of discontinuous deformations renders a highly elaborated phenomenon. In the era of extraction minimization, an increasing number of mining facilities are becoming closed. Many of them have operated for decades with relatively insignificant depths. Under the ground surface, there are often dozens of unsecured, highly developed voids and corridors that belong to closed mines. Majority of the forecasting methods allows evaluation of the danger to ground surface with discontinuous deformations being shaped as a result of currently performed shallow exploitation. In the case of old excavations, these methods are characterized with a low level of effectiveness. In the case of complex mining and geological conditions, the analytical functional assumptions, which are based on quantity variables, do not allow a proper description of the mining void propagation process towards the surface. The presented solution, leaning on the multicriteria methods, enables to present forecasts with discontinuous deformations to the ground surface including both quantitative and qualitative factors. While modeling discontinuous ground surface deformations, such an approach allows for consideration of complex mining and geological conditions. The effectiveness of the presented solution was verified through comparison of the forecast results with the observed locations, where the discontinuous deformations of the ground surface were recorded.

14

Przykłady likwidacji płytkich wyrobisk stwarzających zagrożenie dla powierzchni terenu na podstawie doświadczeń zagranicznych

Strozik G.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 6

23--30

PL

Deformacje powierzchni terenu stwarzają zagrożenie dla zabudowy i infrastruktury technicznej obszarów zurbanizowanych. Jednym z podstawowych obszarów działań w zakresie jego eliminacji jest likwidacja płytkich wyrobisk górniczych. W artykule przedstawiono wybrane przykłady działań zmierzających do eliminacji zagrożenia występowaniem nieciągłych deformacji powierzchni terenu, podejmowanych w innych krajach.

EN

Mining activity leads to degradation of mine lands due to their deformations, including the most dangerous discontinuous deformations. In the early stage of industrial revolution in countries leading in coal production, thousands of mines operated mostly in shallow coal beds, which were easy available by mine techniques of that time. As the result of mine operations in shallow coal seams, large sinkholes and other forms of land deformation occurred, which could affect large areas of lands (Fig. 1) or reach unprecedented dimensions (Fig. 2). To eliminate the risk of sinkhole occurrence and damages of land objects, a range of filling techniques of mine voids have been developed. To the most advanced ones, belong pressurized grouting with use of fly ash – cement slurries of strictly controlled physical properties. However, efficiency of mine voids elimination corresponds with significant costs of land preparation. The most cost-consuming but also completely confident seems to be the open-pit method, in which the coal seam has to be exposed and then fully cleared from old mine operations remnants (Fig. 3). Particular attention must be devoted to old mine shafts, which due to their depth and direct connection to surface may create extremely high risk of land structure damages. The problem of old mine shafts has been discussed on an example of catastrophic collapse of rocks into voids remained in an old shaft after its insufficient backfilling in the past (Fig. 4). Not to overrate in efficient surface protection on post-mining areas is also to have reliable information about potential hazards before any further activities on an effected land piece started. A good example of such a comprehensive data base on old mining operations has been developed in the city of Aachen, Germany. During the last half of the century technologies of filling of underground voids underwent development from typical mine hydraulic backfill, through injection of precisely composed grouts – in terms of flow properties and mechanical behaviour after placement and solidification, up to clearing of shallow mine remnants with use of open-pit operations. Due to high costs of mine lands reclamation works, for each case of underground voids filling, technology and range of works must be thoroughly designed, where also good identification of underground conditions id of great importance.

15

Analiza współpracy budowla-podłoże gruntowe dla ściany murowanej obciążonej wpływem nieciągłych deformacji podłoża górniczego

Szojda L.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 3

96--100

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną ściany murowanej wraz z elementami wzmacniającymi, która została poddana deformacjom pochodzenia górniczego o charakterze nieciągłym. Analiza obejmuje część konstrukcji oraz podłoża gruntowego. Obciążenia wywołano jako przemieszczenie podłoża symulującego położenie progu terenowego w różnym stopniu obejmującego konstrukcję ściany. Obliczenia przeprowadzono niekomercyjnym programem komputerowym Mafem3D, który wykorzystuje zaawansowany, sprężysto-plastyczny model materiałowy. Wyniki obliczeń numerycznych przedstawiają zmianę sił wewnętrznych we wszystkich elementach i koncentrację naprężeń w częściach konstrukcji zagrożonych uszkodzeniem, a także strefy uplastycznień podłoża pod fundamentem. Zmiany naprężeń w gruncie pod fundamentem pokazano w sposób graficzny w zależności od miejsca położenia progu terenowego w stosunku do ściany.

EN

This paper presents numerical analysis of a masonry wall with reinforcing elements, which has been loaded by discontinuous mining subsidence. The analysis covers both parts: the structure and the subsoil. Load displacement is invoked as ground simulating the position of the threshold field including the wall structures of the varying degrees. The calculations were performed by Mafem3D non-commercial software that uses advanced, elastic-plastic material model. The results of numerical calculations show the change in the internal forces in all FEM elements and the stress concentration in parts of the structure at risk of damage, as well as yielding areas of soil under the foundation. Stress changes in the ground elements under the foundation were shown in the graph depending on the location of the threshold field in relation to the wall position.

16

Badania nad możliwością wykorzystania otwartych systemów informacji geograficznej do oceny zagrożenia powierzchni terenu deformacjami nieciągłymi (wyłonienie stref zagrożonych, prognozowanie zagrożenia przy wykorzystaniu modeli funkcyjnych)

Malinowska A., Dziarek K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 11

32--40

PL

W artykule zaprezentowane zostały badania nad możliwością wykorzystania otwartych systemów informacji do oceny zagrożenia powierzchni terenu deformacjami nieciągłymi. W analizach zastosowano zależności funkcyjne pozwalające na określenie stref, w których można spodziewać się pojawienia deformacji nieciągłych. Wykorzystano również możliwości analityczne systemu starając się znaleźć zależności przyczynowo-skutkowe wpływające na kształtowanie się zapadlisk w danym rejonie. Ostateczne wyniki analiz zweryfikowano poprzez porównanie stref o wysokim prawdopodobieństwie powstania deformacji nieciągłej z miejscami, w których zapadliska zostały zarejestrowane. Wyniki badań potwierdziły wysoką skuteczność estymacji ryzyka zapadliskowego przy wykorzystaniu metod opartych o analizy czynników górniczo-geologicznych.

EN

This paper presents the research on the applicability of open source geographical information systems for sinkhole hazard assessment. The performed analyses include the mathematical functions which allow to estimate the height of fracture zones above the mined panel. In order to find cause-and-effect relationships, responsible for the development of sinkholes in the research area, analytical capabilities of the system were applied. The final results of the analysis were verified by comparing areas with high probability of sinkhole occurrence with places where the sinkhole has already occurred. The results of the research confirmed high efficiency of sinkhole occurrence risk estimation performed by use of methods based on the analysis of mining and geological factors.

17

Znaczenie rozpoznania geologiczno-geofizycznego w celu utrzymania stateczności podłoża tras kolejowych

Pilecka E., Bazarnik M.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2011

|

Nr 96, z. 158

423--447

PL

W artykule zwrócono uwagę na znaczenie projektowania i wykonywania badań geologicznych ze szczególnym uwzględnieniem metod geofizycznych rozpoznania podłoża gruntowego przy realizacji posadowień obiektów infrastruktury kolejowej. Przedstawiono przykłady wykorzystania metod geofizycznych do lepszego rozpoznania warunków geologiczno - inżynierskich dla ochrony tras kolejowych. Prezentowane przykłady dotyczą rozpoznania deformacji nieciągłych na terenach górniczych stwarzających ogromne ryzyko dla bezpiecznej eksploatacji linii kolejowych.

EN

The significance of designing and execution of geological survey including geophysical methods of subgrade recognition while realization of foundations for railway infrastructure objects have been presented in the paper. The examples of geophysical methods usage for better recognition of geological and engineering conditions for railway tracks protection have been presented. The presented examples have concerned recognition of non-contiguous deformations on mining areas that cause enormous risk for safe exploitation of railway lines.

18

Uszkodzenia obiektu budowlanego na terenie górniczym - identyfikacja przyczyn i zagrożeń

Kocot W., Piwowarski W.

Górnictwo i Geologia

|

2011

|

T. 6, z. 1

95-107

PL

Artykuł dotyczy analizy uszkodzeń obiektu budowlanego zlokalizowanego na terenie górniczym. Badano, czy istnieje relacja przyczynowo-skutkowa pomiędzy topologią powierzchni terenu górniczego a uszkodzeniami obiektu. Szczegółowa rekonstrukcja mechanizmów powstania uszkodzeń pozwoliła ustalić, że uszkodzenia obiektu nie zostały spowodowane oddziaływaniem wpływów górniczych. Z zaprezentowanych rozważań wynika, że obraz uszkodzeń obiektu bez właściwej analizy czynników budowlanych i górniczych może prowadzić do błędnych wniosków odnośnie ich przyczyn.

EN

The paper concerns the analysis of the damages to a building object located within the mining area. The aim of the research is to examine if there is the cause-and-effect relationship between the topology of the surface of the mining area and the object damages. A detailed reconstruction of the mechanisms of damage formation makes it possible to conclude that the object damages were not caused by the impact of the mining influence. It can be seen from the present study that the mapping of object damages without proper analysis covering both building and mining factors may lead to wrong conclusions concerning the causes ofactual damages.

19

Deformacje nieciągłe na obszarze kopalni ćwiczebnej "Sztygarka" w Dąbrowie Górniczej

Duży S., Preidl W.

Górnictwo i Geologia

|

2011

|

T. 6, z. 1

59-73

PL

W artykule przedstawiono zaobserwowane nad istniejącymi wyrobiskami podziemnymi deformacje nieciągłe na powierzchni w obszarze Kopalni Ćwiczebnej „Sztygarka". Ponieważ na powierzchni w tym rejonie odbywa się ruch pieszych i częściowo kołowy, w tym również sprzętu ciężkiego, zaistniała konieczność podjęcia działań zmniejszających zagrożenia zawałem istniejących wyrobisk i powstawania zapadlisk. Opracowano prognozy stateczności wyrobisk, określono przyczyny oraz możliwości ewentualnego powstawania deformacji nieciągłych. Wyznaczono strefy ochronne, które powinny być wyłączone przede wszystkim z ruchu sprzętu ciężkiego i z zabudowy.

EN

Observed discontinuous deformations on the surface, which are located over the existing underground headings, were presented. Due to the pedestrian and partially nonpedestrian traffic, including heavy machinery, there is a need to take actions that decrease the danger of cavings of existing headings and formation of discontinuous deformations. Prognosis of headings stability were elaborated, the causes and possibilities of discontinuous deformations emergence were defined. Protection zones, which should be excluded from heavy machinery traffic and building development, were designated.

20

Preliminary studies on deformation characteristics and prediction of surface movement in loess gully region

Yu Xue-yi, Zhang Ping Zhang, ShiHi Wen-gang

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 2

655-661

EN

Based on lots of surface movement and deformation observation data in loess gully region mine, the characters of surface movement and deformation caused by running activity are studied. Surface subsidence was up to 97% of the total subsidence in active period. Surface was moving with great crack and discontinuous deformation failure. The surface deformation developed rapidly, displacement angle is large, subsidence factor and horizontal movement factor is high. The results of surveying show that collapsible loess with the gully terrain lead to surface cracks which are quickly developed in loess. Crack failure are further intensified by mountain body slip induced by weight force. Meanwhile, subsidence factor and horizontal movement factor is gradually higher. Finally, the prediction model of horizontal strain and horizontal deformation were preliminarily established according to analysis results.

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę ruchów i deformacji powierzchni terenów żlebów lessowych, spowodowanych działalnością górniczą. Osiadania powierzchni w okresie prowadzonej eksploatacji wynosiły około 97% osiadań całkowitych. Podczas ruchów powierzchni dochodziło do powstawania dużych szczelin i deformacji nieciągłych. Deformacje te zachodziły gwałtownie i charakteryzowały się dużym kątem zasięgu oraz wysokim współczynnikiem przemieszczeń poziomych. Wyniki przeprowadzonych pomiarów geodezyjnych pokazują, że zapadający się less w terenie żlebowym prowadzi do spękań powierzchni terenu, które szybko się powiększają. Spękania propagują jeszcze bardziej, gdy następują ruchy osuwiskowe skał i gruntów na skutek zaburzenia równowagi pomiędzy siłami ciężkości. W takim przypadku współczynniki przemieszczeń pionowych i poziomych rosną. Wyniki przeprowadzonej analizy pozwoliły na przedstawienie wstępnego modelu charakteryzującego poziome deformacje terenu.