Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rock bursts prediction based on analyzing maximal phenomena of seismic emission in the INGEO system

Cianciara B., Isakow Z., Siciński K., Cianciara A.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2016

|

R. 54, nr 4

5--10 [tekst ang.], 50--55 [tekst pol.]

EN

Predicting the time of rock bursts in the INGEO system is based on the analysis of seismic emission registered in a seismic-acoustic system. Emission signals are generated by rock mass fracturing due to mining exploitation. Such emission is characterized by huge activity of different phenomena which enables to carry out a correct statistical analysis with the use of the hazard method, achieving suitably high resolution of interpretation results. The hazard method is based on the analysis of maxmal phenomena, i.e. phenomena of maximal energy. The use of this method allows to eliminate disturbances to a large extent and, at the same time, enables to assess the probability of high-energy phenomena (rock bursts). The hazard analysis is conducted on the basis of two essential qualities of seismic emission, such as energy of phenomena and intervals between successive phenomena. These qualities are random variables of statistical distribution described by the Weibull model. Using this model one can estimate the parameters of statistical distribution of those qualities which are the basis to determine hazard parameters. The analysis is conducted based on measurement data collected from the T window, i.e. time interval measured by hours. The window is moved with the d step and the calculations are repeated. The hazard parameters were used to define the risk function FWt(QE,T) which is the measure of rock bursts hazard. This function depends on real time t which is determined as the time of the T window right edge. It is also the basis to work out rock burst hazard criteria. It is important to note that the moment a rock burst occurs is a random variable and can be determined with the accuracy of its confidence interval, with certain probability.

PL

Predykcja czasu wystąpienia wstrząsów w systemie INGEO oparta jest na analizie emisji sejsmicznej rejestrowanej w systemie sejsmoakustycznym. Sygnały emisji są generowane pękaniem górotworu wywołanym eksploatacją. Emisja taka charakteryzuje się dużą aktywnością zjawisk, która umożliwia prowadzenie poprawnej analizy statystycznej metodą hazardu, uzyskując również odpowiednio wysoką rozdzielczość wyników interpretacji. Metoda hazardu oparta jest na analizie zjawisk maksymalnych, czyli zjawisk o maksymalnej energii. Zastosowanie tej metody daje znaczną eliminację zakłóceń, a jednocześnie umożliwia ocenę prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk wysokoenergetycznych (wstrząsów). Analiza hazardu realizowana jest na podstawie dwóch podstawowych cech emisji sejsmicznej, a mianowicie: energii zjawisk, oraz odstępów czasu między kolejnymi zjawiskami. Cechy te są zmiennymi losowymi o rozkładzie statystycznym, który jest opisywany modelem Weibull`a. Na podstawie tego modelu prowadzona jest estymacja parametrów rozkładu statystycznego tych cech, które stanowią podstawę do wyznaczania parametrów hazardu. Analiza realizowana jest w oparciu o dane pomiarowe pobierane z okna T, czyli przedziału czasu rzędu godzin. Okno to jest przesuwane z krokiem d i powtarzane są obliczenia. Wykorzystując parametry hazardu zdefiniowano funkcję ryzyka FWt(QE,T), będącą miarą zagrożenia wystąpieniem wstrząsów. Funkcja ta jest zależna od czasu realnego t, który jest określony, jako czas prawego brzegu okna T. Stanowi ona podstawę do opracowania kryteriów stanu zagrożenia tąpaniami, jak również jej przebieg może być wykorzystany do oceny czasu wystąpienia wstrząsów. Należy podkreślić, że moment wystąpienia wstrząsu jest zmienną losową i może być wyznaczony z dokładnością do swojego przedziału ufności, z określonym prawdopodobieństwem.

2

The use of time intervals between seismic phenomena in the risk assessment of mining shocks in rock masses

Takuska-Węgrzyn E. X.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 2

279-284

EN

The paper presents a method to monitor the risk of high energy shocks based on seismic analysis of trace emission. This emission is created by weak phenomena, commonly referred to as traces, for which it is impossible to assess the localization of their sources and consequently their energy. This is why, it has been proposed not to analyze the energy but the emission on the basis of the time intervals between phenomena. It is possible to propose such a change since in seismic energy there is a linear statistical dependency which links time intervals between the phenomena with the logarithm of their energy [5]. The special characteristics of this emission is its high activity which exceeds several dozens of these phenomena per 24 hours. This facilitates statistical analyses and, in particular, the identification of statistical distribution and the evaluation of the expected value of the time intervals between the phenomena, which allows for high a resolution of information. The expected value of the energy is determined on the basis of the expected value of the time intervals with the use of the dependency between the values mentioned above. Time load history of the expected value of the energy constitutes the basis for the risk assessment of shock occurrence. This statement is based on the obvious fact that in the periods preceding the occurrence of shocks there are tendencies towards the increase in the size of the fractures and consequently the rise in the phenomena energy.

PL

W artykule przedstawiono sposób monitorowania zagrożenia wystąpieniem wstrząsów wysokoenergetycznych oparty na analizie sejsmicznej emisji śladowej zarejestrowanej w ZG Rudna KGHM S.A. Emisję tę stanowią słabe źródła, potocznie zwane śladami, dla których nie jest możliwa ocena lokalizacji źródeł, a tym samym energii. Dlatego zaproponowano do prowadzenia analizy tej emisji, zamiast energii, analizę odstępów czasu między zjawiskami. Zamiana taka jest możliwa ponieważ w zakresie emisji sejsmicznej istnieje liniowa zależność statystyczna wiążąca odstępy czasu między zjawiskami z logarytmem ich energii [5]. Istotną własnością tej emisji jest jej duża aktywność, przekraczająca kilkadziesiąt zjawisk na dobę. Powyższy fakt umożliwia prowadzenie analiz statystycznych, a w szczególności identyfikację rozkładu statystycznego, oraz ocenę wartości oczekiwanej odstępów czasu między zjawiskami, zapewniając wysoką rozdzielczość informacyjną. Wartość oczekiwana energii określa się na podstawie wartości oczekiwanej odstępów czasu wykorzystując wspomnianą wyżej zależność łącza wielkości. Przebieg w czasie zmian wartości oczekiwanej energii stanowi podstawę do oceny stopnia zagrożenia wystąpieniem wstrząsów. Stwierdzenie to oparte jest na oczywistym fakcie, że w okresach poprzedzających momenty wystąpienia wstrząsów występują tendencje w kierunku powiększania się rozmiarów pęknięć, a tym samym wzrostu energii zjawisk.

3

Problematyka monitorowania zagrożenia tąpaniami w kopalniach podziemnych na bazie emisji sejsmicznej rejestrowanej w warunkach wysokiego poziomu zakłóceń

Cianciara A., Cianciara B.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2006

|

nr 6

34-36

PL

W pracy przedstawiono sposób oceny stanu zagrożenia tąpaniami na podstawie analizy emisji sejsmicznej rejestrowanej w miejscach prowadzonej eksploatacji. Znaczna część emisji, rejestrowanej w tych warunkach, generowana jest na drodze działania urządzeń mechanicznych (kombajnu, przenośników itp.). W związku z tym zaproponowano podejście, w którym zagrożenie ocenia się badając przebiegi czasowe parametru opisującego tłumienia drgań sejsmicznych przez ośrodek skalny. Tłumienie to estymowane jest na podstawie emisji sejsmicznej w paśmie od 30 Hz do 500 Hz. Stwierdzono eksperymentalnie, że w paśmie tym zawarta jest główna część informacji o parametrze tłumienia, niezależnie od sposobu generowania sygnałów emisji. Przedstawiono sposób estymacji tłumienia, na drodze analizy obwiedni sygnałów omawianej emisji. Przebiegi czasowe tłumienia mają oczywistą interpretację geomechaniczną. Na skutek wzrostu naprężeń, w górotworze zachodzi zjawisko kompakcji (twardnienia) a w miarę dalszego wzrostu dylatancji (osłabiania), dopiero wówczas mogą wystąpić wstrząsy. W fazie kompakcji mają miejsce spadki tłumienia drgań sejsmicznych, natomiast w okresie dylatancji jego wzrosty. Możliwość identyfikacji tych faz została potwierdzona w praktyce. Wynika stąd, że przebiegi czasowe omawianego tłumienia mogą być wykorzystane do opracowania sposobu monitorowania stanu zagrożenia tąpaniami.

EN

In the paper there is presented a method of tremor risk estimation on the basis of seismic emission registered in exploitation zones. A considerable part of the emission, registered in exploitation zones, is generated by mechanical devices (miner transporters etc.). Therefore using the known theories and models describing rock mass fracturing, it is not possible, to evaluate the risk of mining rock-burst properly on the basis of seismic emission interpretation. In the new approach presented in the paper, the risk is estimated studding the time variations of a parameter describing the attenuation of seismic vibrations by the rock medium. The attenuation assessed from the analysis of seismic emission registered in the range from 30Hz to 500Hz. There was experimentally stated that, in this range there is the main part of information is about attenuation, regardless the way signals were generated. In the paper there is presented the attenuation factor estimation method on the basis of signals envelopes analysis of the discussed emission. Trends of attenuation can be geomechanically interpreted in an obvious way, and can be used as base for tremor risk monitoring system.

4

Zagadnienia identyfikacji procesów geodynamicznych wywołanych eksploatacją górniczą

Cianciara A., Cianciara B.

Geoinformatica Polonica

|

2004

|

T. 6

17-32

PL

W pracy przedstawiono problematykę związaną z identyfikacją procesów opisujących rozwój pękania skał oraz tłumienie drgań sprężystych. Bieg tych procesów w kopalniach podziemnych wywołany jest zmianami naprężeń związanych z prowadzoną eksploatacją górniczą. Zarówno zmiany naprężeń, jak i przebiegi pękania są procesami niepodlegającymi bezpośrednim obserwacjom. Można jednak prowadzić wnioskowanie o ich przebiegu w formie pośredniej, na podstawie rejestrowanej emisji sejsmicznej. Omawiane procesy mają strukturę stochastyczną, dlatego ich badanie oparte jest na wnioskowaniu statystycznym. Identyfikacja procesów pękania prowadzona jest na podstawie analizy parametrów opisujących źródła emisji sejsmicznej, czyli rozmiarów zjawisk oraz odstępów czasu między zjawiskami. Natomiast identyfikacja stopnia tłumienia drgań sprężystych prowadzona jest na podstawie pełnych przebiegów rejestrowanych sygnałów emisji sejsmicznej. Analiza prowadzona jest głównie pod kątem wykorzystania uzyskanych wyników w rozwiązywaniu zagadnień związanych z prognozą wstrząsów oraz predykcją zagrożenia górniczego tąpaniami.

EN

The paper focuses on issues relating to the identification of processes describing elastic vibration damping and the development of rock cracking. The course of theses processes in underground mines is caused by the changes in stresses connected with mining. Both the changes of stresses and the courses of cracking are processes which are not subject to direct observations. Their courses, however, may be deduced indirectly basing on registered seismic emission. The processes in question are of stochastic structure and for the reason their examination is based on statistical inference. The identification of cracking processes is conducted basing on the analysis of parameters describing sources of seismic emission, that is on the extent of the phenomena and intervals between the phenomena. The identification of damping degree of elastic stresses is carried out basing on the full courses of registered seismic emissions. The analysis is carried out paying special attention to the possibility of using the obtained results to solve problems connected with shock/tremor/quake forecast as well as with the prediction of mining hazards caused by crump's.