Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza interferometryczna zmian powierzchni terenu, wywołanych silnym wstrząsem górotworu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w dniu 13.01.2020 o magnitudzie ML=4.0

Kura Karol

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 5

19--27

PL

Przedstawiono zastosowanie techniki satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) do monitorowania zmian powierzchni terenu, jakie wystąpiły w wyniku wstrząsu górniczego o energii sejsmicznej E= 3∙109J (magnituda ML=4.0), który miał miejsce 13.01.2020 r. w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, w południowej części kopalni Budryk. Dla określenia wielkości zmian powierzchni terenu, które miały miejsce przed i po wystąpieniu wstrząsu, zastosowano zobrazowania SAR wykonane przez satelity Sentinel-1. Został przeprowadzony cały proces analizy interferometrycznej, to jest sprawdzono koherencję poszczególnych zobrazowań, wygenerowano 7 interferogramów oraz wyznaczono przemieszczenia powierzchni terenu. Na interferogramie obejmującym czas bezpośrednio po wystąpieniu wstrząsu uwidacznia się bardzo wyraźna niecka obniżeniowa. Maksymalne obniżenie powierzchni wyniosło w tym czasie 35 mm. Kilkanaście dni przed powyższym wstrząsem górotworu obserwowane były również wyniesienia powierzchni terenu na obszarze większym niż sama niecka obniżeniowa. Opracowane wyniki pozwoliły na potwierdzenie możliwości wykorzystania metody satelitarnej interferometrii radarowej, jako narzędzia do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania wielkości i zasięgu zmian na powierzchni terenu, powstałych wskutek wystąpienia silnego wstrząsu górniczego.

EN

The application of the satellite differential interferometry (DInSAR) technique to monitor changes in the terrain surface as a result of mining tremor, with seismic energy E = 3∙109J (local magnitude ML=4.0) has been presented. Above mentioned tremor took place on January 13, 2020 in the Upper Silesian Coal Basin in southern part of Budryk mine. To estimate the magnitude of the terrain surface changes that occurred before and after this tremor, SAR images from Sentinel-1 satellites were used. The whole process of interferometric analysis was carried out - the coherence of individual images was checked, 7 interferograms were generated and the surface displacements were determined. A very clear subsidence trough is visible on the interferogram imediately after the occurrence of analyzed mining tremor. The maximum subsidence of the surface, at that time reached 35 mm. A dozen or so days before the mining tremors, elevations of the land surface were also observed in an area larger than the subsidence basin itself. The developed results allowed to confirm the method of satellite radar interferometry as a tool for quick and precise determination of the size and extent of changes on the surface of the terrain where strong mining tremor occurred.

2

Numerical applications of geometric-integral theory of underground mining effect of Professor Stanisław Knothe

Białek J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 1

69--80

EN

The paper presents a general space-time variant of the geometric-integral theory of influences of Professor Stanisław Knothe. The theory describes the deformations of rock mass and surface area caused by underground mining. Then, calculation algorithms which allow to apply the theory in computer programs were presented. The first of the algorithms worked out in the 1970s by B. Drzęźla [10] assumes that the calculations are carried out in the polar coordinate system. It is characterized by extraordinary numerical effectiveness and it allows to approximate the mining process with any polygon. But the prediction results describe only the final deformation states, which is a kind of limitation. The second described algorithm, worked out by J. Białek [2, 3], uses the relations in a rectangular coordinate system. It allows to include in calculations the space-time evolution of the multi-panel and multi-bed underground mining exploitation. The programs also allow for the description of influence delay with respect to the completed mining exploitation, in line with the differential equation proposed by S. Knothe. The results of the prediction can involve the increment of deformations in any preset time interval, or extreme deformations in that time interval. Finally, the main reasons are presented, explaining why the application of S. Knothe theory has been popular in Poland and worldwide for 65 years.

3

Wstępna analiza wyników pomiarów deformacji powodowanych eksperymentalną eksploatacją częściową pokładu 712/1-2 KWK „Marcel"

Białek J., Mielimąka R., Robakowski A., Kuziak A.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 1

27--35

PL

W artykule przedstawiono wyniki i analizę pomiarów deformacji uzyskanych z dwóch linii pomiarowych biegnących w przybliżeniu prostopadle nad polami wyeksploatowanych ścian M-4 i M-5 w pokładzie 712/1-2 części macierzystej KWK „Marcel". Eksploatacja tego pokładu prowadzona jest w sposób eksperymentalny, ścianami o długości 130 - 150 m z pozostawieniem pasów węgla o szerokości 70 m. Taki sposób eksploatacji ma zapewnić, że wpływy na powierzchni terenu nie przekroczą II kategorii. Wykonana analiza liniowych i wysokościowych obserwacji geodezyjnych pozwoliła na weryfikację dotychczasowych prognoz wpływów eksploatacji pokładu 712/1-2 w części macierzystej KWK „Marcel", zaś wyznaczone z zaobserwowanych profili niecek najlepsze w sensie metody najmniejszych kwadratów wartości parametrów pozwoliły na wykonanie wiarygodnej prognozy deformacji powierzchni terenu dla eksploatacji trzech pozostałych jeszcze do wybrania ścian.

EN

This paper presents the results and the analysis of deformation observations obtained from two measurement lines situated approximately perpendicularly to each other and located over the extracted longwalls M-4 and M-5 in the seam no. 712/1 -2 of the parent part of the HCM "Marcel". Extraction of this seam is provided in an experimental way by panels 130-150 meters long where 70 meters wide belts of coal are left. This method of extraction should ensure that influences on the surface will not exceed the 2nd category. The analysis of linear and altitudinal observations allows to verify the past predictions of impact of the seam no. 712/1-2 extraction in the parent's part of HCM "Marcel" on the surface. The parameters of the prognosis method, basing on the results of observations with the use of the the last squares method, were also determined. It was the basis for reliable prediction of surface deformations for the last three panels ready for extraction.

4

Wpływ lokalnej, przypowierzchniowej budowy geologicznej na deformacje powierzchni terenu w warunkach podziemnej eksploatacji górniczej

Niedojadło Z., Piwowarski W., Mościcki W., Sopata P., Stoch T., Bania G., Ćwiklik M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 1

18--26

PL

W publikacji przedstawiono przypadek znaczącej deformacji terenu wywołanej podziemną eksploatacją górniczą, który nie znajduje wytłumaczenia w standardowym modelu zachowania się górotworu. Przyczynę powstania tak silnie destrukcyjnych deformacji należy upatrywać w występującej lokalnie specyficznej budowie geologicznej. Deformacje stwierdzone zostały pomiarami geodezyjnymi prowadzonymi na fragmencie sieci obserwacyjnej zlokalizowanej nad polem górniczym. Powiązanie powstałych na powierzchni terenu deformacji z budową geologiczną możliwe było dopiero po przeprowadzeniu szczegółowych badań geofizycznych. Wyniki zarówno pomiarów geodezyjnych, jak i geofizycznych zostały zaprezentowane i opisane w artykule.

EN

This publication presents the case of land deformations with a strong, destructive impact which cannot be explained based on standard, model behaviour of the rock mass, and the land surface under the conditions of the impact of the underground mining exploitation. The reason for this type of deformation in the case described should be sought in a special geological structure which occurs locally. The deformations were found with the use of geodetic surveys, conducted in the section of the observation network located over the mining field. It was possible to connect the deformations on the land surface with the geological structure only after the detailed geophysical research had been conducted. The results of both the geodetic and geophysical measurements are presented and described in this publication.

5

Obrzeże eksploatacyjne, jego geneza i uwzględnienie w prognozach deformacji powierzchni w programie „Szkody"

Kowalski A., Jędrzejec E., Polanin P.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 3

85--94

PL

W artykule przedstawiono definicję oraz wzory opisujące obrzeże eksploatacyjne w prognozach deformacji terenu. Uporządkowano dotychczasowe próby opisywania ugięcia stropu zasadniczego w postaci funkcyjnej. W artykule zdefiniowano pojęcia wybiegu i czasu eksploatacji parcel rzeczywistych i efektywnych z uwagi na uwzględnienie obrzeża dla krawędzi startowej, końcowej i krawędzi związanej z frontem eksploatacyjnym, które traktowane są jako dane opisowe parcel definiowanych w programie komputerowym „Szkody". Uwzględnianie obrzeża eksploatacyjnego w prognozach deformacji powierzchni terenu nie jest zawsze stosowane, pomimo że wyniki pomiarów geodezyjnych skonfrontowane z obliczeniami wskaźników deformacji według teorii Knothego-Budryka, wskazują na potrzebę jego stosowania. Według twórców teorii obrzeże nie jest parametrem teorii. Jest wielkością opisującą geometrię parceli eksploatacyjnej. Z kolei autorzy programów komputerowych stosowanych do prognoz deformacji (m.in. Białek, Drzęźla i Jędrzejec) uwzględniają wielkość obrzeża jako parametr modelu obliczeniowego, przy czym jego stosowanie jest selektywne. Najczęściej jest używane do obliczeń deformacji wpływów dokonanej i projektowanej eksploatacji pojedynczych parcel w prognozach i obliczeniach szczegółowych. W prognozach podstawowych lub przybliżonych obrzeże jest najczęściej pomijane.

EN

This paper presents a definition and formulas for an operating rim in prediction of land deformations. Attempts to describe a deflection of principle roof in the form of a function were presented. Definitions of panel length and duration of exploitation were defined for real and effective panels in relation to operating rims (starting, finishing and panel face edges). This information is necessary to define exploitation panels in the software called "Damage". The operating rim is not always applied in subsidence prediction in spite of comparison results of measured and calculated deformation indexes that indicate the need to employ it. The authors of the Knothe-Budryk theory emphasize that the operating rim is not a theory parameter. It's a geometry factor of longwall panel. Delevolepers of the software (i.e. Białek, Drzęźla, Jędrzejec) used for subsidence prediction, employ the operating rim as a parameter of calculation model but its application is limited. It is often applied to calculate deformation indexes for a single longwall panel in prediction and detailed calculations. The operating rim is usually not applied for basic and approximate prediction.

6

Eksperymentalna częściowa eksploatacja pokładu 712/1-2, doświadczenia i wyniki pomiarów deformacji

Białek J., Mielimąka R., Robakowski A., Kowalczuk J.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 12

32--38

PL

W artykule przedstawiono wyniki i analizę pomiarów deformacji uzyskanych z dwóch linii pomiarowych biegnących w przybliżeniu prostopadle nad polami pierwszych wyeksploatowanych ścian M-4 i M-5 w pokładzie 712/1-2 części macierzystej KWK ,,Marcel”. Eksploatacja tego pokładu prowadzona jest w sposób eksperymentalny, ścianami o długości 130 -150 m z pozostawieniem pasów węgla o szerokości 70 m. Taki sposób eksploatacji ma zapewnić, że w pływy na powierzchni terenu nie przekroczą II kategorii. Analiza liniowych i wysokościowych obserwacji geodezyjnych po wybraniu pierwszych trzech ścian umożliwiła weryfikację prognozy wpływów eksploatacji pokładu 712/1-2 na powierzchnię terenu wykonanej na etapie opracowywania projektu tej eksploatacji. Pozwoliło to stwierdzić, że zastosowanie eksploatacji pasowej może stanowić właściwy element profilaktyki górniczej pod terenami zabudowanymi.

EN

This paper presents and analyzes the results of measurements of the land surface deformations obtained from two observational lines aligned substantially perpendicularly over fields of the first extracted longwalls M-4 and M-5 in the seam no. 712/1-2 of the primordial part of the coal deposit of the mine “Marcel”. Extraction of this seam is carried out in an experimental way by longwalls of the length of 130-150 m with leaving belts of non-extracted deposit of the 70 m width. This way of mining operations should ensure that mining impact on the surface will not exceed the limit of the 2nd category of mining areas deformations. The analysis of linear and altitudinal results of geodetic measurements, after extraction of the first three longwalls, allowed for verification of the prediction of mining operations impact on the land surface. This allow ed to state that belt-type mining operations may be an appropriate part of the prevention of mining in built-up areas.

7

Zastosowanie metod geomorfometrycznych w analizie deformacji powierzchni terenu spowodowanych działalnością górniczą na przykładzie kopalni „Nowy Kościół” („Stare Zagłębie Miedziowe”, Synklinorium Północnosudeckie)

Kowalski A., Maciejak K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2016

|

nr 466

137--146

PL

Podczas kartograficznych badań terenowych prowadzonych od października 2015 r. w okolicach miejscowości Nowy Kościół, na Pogórzu Kaczawskim w Sudetach Zachodnich, rozpoznano i zinwentaryzowano wiele form wskazujących na przekształcenia powierzchni terenu związane z działalnością górniczą. Kilkanaście zapadlisk, rowów i obniżeń na terenie dawnych Zakładów Górniczych (ZG) „Nowy Kościół” zaobserwowano również podczas analiz numerycznych modeli terenu oraz zdjęć satelitarnych. Określono zasięg tych form, opisano ich parametry przestrzenne i oszacowano maksymalne obniżenie powierzchni terenu w ich obrębie. Obniżenia powierzchni terenu na tym obszarze nie były jak dotąd tak szczegółowo opisane. Głównym celem przeprowadzonych badań było określenie przydatności metod geomorfometrycznych, opartych na analizie wysokorozdzielczych numerycznych modeli terenu (NMT) LiDAR, do jakościowego i ilościowego opisu deformacji powierzchni spowodowanych podziemną działalnością górniczą.

EN

During mapping work carried out since October 2015 in the Nowy Kościół area in the Kaczawskie Foothills, Western Sudetes, a number of morphological forms were identified and catalogued. They indicate surface transformation due to ceased mining activity. Several depressions and grabens were recognized during the digital terrain model and satellite images analysis. The range of deformation has been determined, and their spatial parameters and the maximal depression of the ground level within the mining area have been estimated and described. Such ground level depressions have not been examined in detail before. The main aim of the studies was to determine the usefulness of geomorphometric methods based on LiDAR digital elevation models (DEM) for the purposes of high quality description of surface deformation caused by underground mining operations.

8

Wykorzystanie danych SAR do obserwacji deformacji terenu spowodowanych działalnością górniczą w rejonie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego : wyniki projektu DORIS (EC-FP7)

Graniczny M., Kowalski Z., Przyłucka M., Zdanowski A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 12

11--19

PL

W artykule zaprezentowano wykorzystanie metod interferometrii satelitarnej (PSInSAR i DInSAR) dla obserwacji deformacji powierzchni terenu na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). Prezentowane wyniki zostały pozyskane w trakcie realizacji projektu DORIS (ECFP 7, Grant Agreement n. 242212, www.doris-project.eu). Większość satelitarnych danych interferometrycznych przetworzono w wyspecjalizowanej firmie Tele – Rilevamento Europa – T. R. E, we Włoszech. Dane te pochodziły z różnych satelitów, takich jak: ERS 1 i 2, ENVISAT, ALOS- PALSAR oraz TerraSAR-X i objęły trzy pasma zakresu widma mikrofal (SAR): L, C oraz X. Archiwalne dane pasma C z satelitów Europejskiej Agencji Kosmicznej objęły obserwację przemieszczeń powierzchni terenu w okresie od 1992 do 2010, w dwóch oddzielnych pakietach danych z przedziałów czasowych 1992÷2000 oraz 2003÷2010. Jako obszary testowe dla obserwacji przemieszczeń na terenach zamkniętych kopalń wybrano Kopalnie Węgla Kamiennego „Sosnowiec” i „Saturn”, które zakończyły działalność w 1995 i 1997 r. Pomimo bieżącego wypompowywania wód z zamkniętych kopalni ich poziom podniósł się o kilkadziesiąt metrów. W związku z powyższym, wskutek zmian ciśnienia piezometrycznego i jego oddziaływania na górotwór zaobserwowano podnoszenie powierzchni terenu. Analiza danych z pasm L i X pozwoliła z kolei na śledzenie w ciągu kilku miesięcy przebiegu zmian podziemnego frontu robót, który odzwierciedlał się na powierzchni terenu, na przetworzonych zobrazowaniach radarowych. Analizę taką przeprowadzono w rejonie KWK „Halemba-Wirek”. Najbardziej efektywne w tym zakresie okazały się wysoko rozdzielcze dane TerraSAR-X, przetwarzane przy pomocy algorytmu SqueeSAR. Serie czasowe PS pasma X pomogły zidentyfikować bardzo niewielkie przemieszczenia, natomiast uzupełniające dane na temat większych przemieszczeń (w zakresie kilkudziesięciu centymetrów) można było uzyskać dzięki analizie prążków interferometrycznych. Uzyskane rezultaty dowiodły, że przemieszczenia powierzchni terenu w rejonie zamkniętych kopalń zachodzą bardzo długo i znacznie przekraczają okres 5 lat, który oficjalnie uznawany jest za granicę bezpieczeństwa i dopuszczają dowolne zagospodarowanie tych obszarów.

EN

The application of satellite interferometric methods (PSInSAR and DInSAR) for observations of ground deformations in the Upper Silesian Coal Basin (Southern Poland) is the subject of this paper. The presented results were obtained during implementation of the DORIS project (EC FP7, Grant Agreement n. 242212, www.doris-project.eu). Several InSAR datasets were analysed in this area. Most of them were processed by Tele-Rilevamento Europe - T.R.E. s.r.l. Italy. The sets of data came from different SAR satellites: ERS 1 and 2, ENVISAT, ALOS- PALSAR and TerraSAR-X and cover three different SAR bands (L, C and X). Archival data from C-band European Space Agency satellites ERS and ENVISAT, allowed to obtain information on ground movement from 1992 to 2010 in two separate datasets (1992-2000 and 2003-2010). As an example of ground motion upon inactive mining areas, two coal mines were selected: Sosnowiec and Saturn where exploitation of coal mine stopped in 1995 and 1997, respectively. Despite of well pumping after the closure of the mines, underground waters returned to the natural horizon, raising up several dozen meters; the high permeability of hydrogeological subregion and an insufficient water withdrawal from the abandoned mines. The analysis of interferometric L and X-band data in the Upper Silesia has enabled observation and monitoring of the underground mining front in a period of several months. It was indicated at the example from Halemba-Wirek coal mine. The analysis of the TerraSAR X dataset, processed by SqueeSAR algorithms proved to be the most effective for this purpose. X-band PSI time series can help to identify small, seemingly, negligible movements and are successfully supplemented by fringes when a displacement becomes significant. The obtained results on ground deformation proved that ground motion above the abandoned mines continues long after their closure. Therefore, the existing regulations stating that abandoned mines are considered as fully safe, in five years after mine closure, should be changed. Moreover, it should be emphasized that constructions in these area should be avoided as potential risk exists.

9

Nowoczesne techniki satelitarne w badaniach deformacji powierzchni terenu

Szczerbowski Z., Walicki M.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 8

177--182

PL

Wraz z postępem techniki wdrażane są nowe metody w ocenie deformacji powierzchni terenu. W pracy zaprezentowano nowe możliwości jakie dają techniki satelitarne. Przykładem jest zastosowanie techniki PS InSAR jako narzędzia do opisu przemieszczeń pionowych powierzchni terenu. Satelitarna interferometria radarowa w pewnych sytuacjach może uzupełniać pomiary niwelacyjne. Kolejny przykład to możliwości interpretacyjne przemieszczeń rejestrowanych na stacjach ASG-EUPOS. Ostatnia opisana technika pomiarowa ma na razie charakter przyszłościowy i dotyczy zmian w polu siły ciężkości, jako efektu w rozkładzie mas mierzonego w ramach misji satelitarnych. Poszukiwanie coraz to nowych rozwiązań w ocenie deformacji górotworu i powierzchni terenu daje nadzieję na ich pełniejszy opis, w tym wielkopowierzchniowych zmian fizycznych zachodzących w naruszonym eksploatacją górotworze.

EN

Along with the technological progress various methods applied in the estimation of terrain surface deformation. The paper presents new possibilities available by satellite techniques. For instance the PS InSAR technique is a tool for the determination of vertical displacements of the terrain surface. Satellite interferometry in certain situations can complete the leveling measurements. Another example refers to the possibilities in the interpretation of displacements that are determined in the stations of ASG-EUPOS. And finally, there is a technique, still a futuristic one – it deals with satellite observations of gravity changes as the effect of mass distribution. Finding new solutions for estimation of rock mass deformation and terrain surface gives expectation of more comprehensive description, including large area physical changes in rock mass affected by mining.

10

The use of a logit model to predict the probability of damage to bullding structures in mining terrains

Ostrowski J., Ćmiel A.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 2

161-182

EN

The method of assessing the probability of damage to buildings in mining terrain according to logit models are presented. These models can be applied to planning underground hard coal exploitation with fall of roof under buildings of traditional construction of any age and technical state and can easily be updated based on current results on surface deformation and adapted to deal with particular mining and geological features which obtain in land areas each of which may have its own characteristics. It is shown that the probability of damage to buildings mainly depends on their technical state an so called index of damage.

PL

Ochrona obiektów budowlanych przed szkodliwymi wpływami podziemnej eksploatacji złóż kopalin użytecznych jest warunkiem prowadzenia działalności górniczej. Możliwość uszkodzenia obiektów ocenia się na podstawie wyników prognoz zjawisk towarzyszących eksploatacji górniczej oraz oszacowań cech technicznych obiektów i właściwości ich podłoża gruntowego. Szczególnym przedmiotem takich ocen jest przewidywany skutek oddziaływania deformacji ciągłych powierzchni terenu na budynki. Ustalenie, które budynki mogą zostać uszkodzone odbywa się zgodnie z formalną procedurą polegającą na porównaniu kategorii odporności danego budynku na wpływy deformacji ciągłych podłoża z kategorią terenu górniczego w miejscu lokalizacji budynku. Kategorie odporności określa się stosując zazwyczaj tzw. metodę punktową, uwzględniającą najważniejsze cechy techniczne budynku. Kategorie terenu górniczego wyznacza się na podstawie prognozy deformacji ciągłych, obecnie według teorii Knothego. Przyjmuje się, że budynek jest zagrożony uszkodzeniem, jeżeli oszacowana metodą punktową kategoria jego odporności jest mniejsza od przewidywanej kategorii terenu górniczego w miejscu posadowienia budynku.