Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The application of Knothe’s theory for the planning of mining exploitation under the threat of discontinuous deformation of the surface and for the prediction of ground surface movements with rising water levels in the post-mining phase

Sroka Anton, Hager Stefan, Misa Rafał, Tajduś Krzysztof, Dudek Mateusz

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2021

|

T. 37, z. 4

199-218

EN

The article presents three German-located case studies based on stochastic methods founded by the theory proposed by Knothe and the development of the ‘Ruhrkohle method’ according to Ehrhardt and Sauer. These solutions are successfully applied to predict mining-induced ground movements. The possibility of forecasting both vertical and horizontal ground movements has been presented in the manuscript, which allowed for optimization mining projects in terms of predicted ground movements. The first example presents the extraction of the Mausegatt seam beneath the district of Moers-Kapellen in the Niederberg mine. Considering, among others, the adaption of the dynamic impact of the underground operations to the mining-induced sensitivity of surface objects, the maximum permissible rate of the face advance has been determined. The second example presents the extraction of coal panel 479 in the Johann seam located directly in the fissure zone of Recklinghausen-North. Also, in this case, the protection of motorway bridge structure (BAB A43/L225) to mining influences has been presented. The Ruhrkohle method was used as a basis for the mathematical model that was developed to calculate the maximum horizontal opening of the fissure zone and the maximum gap development rate. Part of the article is dedicated to ground uplift due to rising mine water levels. Although it is not the main factor causing mining-related damage, such movements in the rock masses should also be predicted. As the example of the Königsborn mine, liquidated by flooding, shows stochastic processes are well suited for predicting ground uplift. The only condition is the introduction of minor adjustments in the model and the use of appropriate parameters.

PL

Artykuł przedstawia trzy studia przypadków zlokalizowane w Niemczech, oparte na metodach stochastycznych, których podstawą jest teoria zaproponowana przez Knothego oraz rozwój „metody Ruhrkohlego” według Ehrhardta i Sauera. Rozwiązania te są z powodzeniem stosowane do przewidywania ruchów górotworu wywołanych wydobyciem surowców. Przedstawiono możliwość prognozowania zarówno pionowych, jak i poziomych ruchów górotworu oraz zaprezentowano możliwości optymalizacji projektów górniczych pod kątem przewidywanych ruchów górotworu. Pierwszy przykład przedstawia wydobycie pokładu Mausegatt pod okręgiem Moers-Kapellen w kopalni Niederberg. Mając na uwadze m.in. dostosowanie dynamicznego wpływu eksploatacji górniczej do wrażliwości obiektów powierzchniowych na wpływy górnicze, określono maksymalne dopuszczalne tempo posuwu przodka. Drugi przykład przedstawia wydobycie ściany 479 z pokładu Johanna leżącego bezpośrednio w strefie nieciągłości Recklinghausen-North i zastosowane zabezpieczenie konstrukcji mostowej autostrady (BAB A43/L225). Metoda Ruhrkohlego została wykorzystana w tym przypadku jako podstawa do modelu matematycznego, który został opracowany do obliczenia maksymalnego poziomego otwarcia strefy nieciągłości i maksymalnego tempa rozwoju szczeliny. Część artykułu poświęcona jest zjawisku wypiętrzania w wyniku podnoszenia się poziomu wód kopalnianych. Pomimo tego, że nie jest to główny czynnik powodujący szkody związane z górnictwem, jednak tego rodzaju ruchy również należy prognozować. Jak pokazuje przykład dawnej kopalni Königsborn, procesy stochastyczne dobrze nadają się do przewidywania wypiętrzenia gruntu, pod warunkiem wprowadzenia niewielkich korekt w modelu i zastosowania odpowiednich parametrów.

2

Modelowanie przemieszczeń powierzchni terenu indukowanych drenażem warstw skalnych - przegląd literatury

Guzy Artur, Malinowska Agnieszka A., Witkowski Wojciech T., Hejmanowski Ryszard

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2021

|

nr 2

2--15

PL

Jedną z najbardziej rozpowszechnionych konsekwencji pompowania wód ze zbiorników podziemnych są przemieszczenia powierzchni terenu. Podstawową przyczyną tego zjawiska jest ekscesywne wykorzystanie zasobów wody podziemnej, które prowadzi m.in. do powstania deformacji o charakterze ciągłym. Na obszarze Polski odwodnieniowa komprymacja górotworu związana jest najczęściej z prowadzoną eksploatacją górniczą. Przemieszczenia powierzchni terenu powstałe na skutek odwodnienia warstw skalnych mogą przyjmować wartości z przedziału od kilkudziesięciu mm do nawet kilkunastu m. Zasięg tego zjawiska jest zazwyczaj rozległy i w wielu przypadkach trudny do jednoznacznego zdefiniowania. Do modelowania odwodnieniowych przemieszczeń powierzchni terenu stosowanych jest wiele metod. Analizy i symulacje tego rodzaju prowadzone są zazwyczaj w oparciu o metody teoretyczne, które pozwalają na holistyczne ujęcie zagadnienia geomechanicznego przekształcenia warstw skalnych indukowanego drenażem górotworu i uzyskanie bardzo dobrych wyników modelowania. Są jednak one często mało efektywne, w szczególności w aspekcie czasochłonności obliczeń. Z tego względu wskazuje się na konieczność prowadzenia dalszych badań, które umożliwią bardziej skuteczne modelowanie kompakcji warstw wodonośnych. Obecnie, szczególna uwaga skupiona jest na badaniach nad wykorzystaniem w tym celu InSAR oraz sztucznej inteligencji. Artykuł przedstawia przegląd modeli stosowanych do predykcji przemieszczeń powierzchni terenu indukowanych drenażem warstw skalnych.

EN

One of the most common consequences of pumping water from groundwater reservoirs includes land surface movements. The main cause of this phenomenon is the excess use of groundwater resources, which leads to the development of continuous deformations. In Poland, the reduction of rock mass due to drainage is most often connected with mining operations. Land surface movements caused by rock layer drainage may range from several dozen millimetres to even several metres. The scope of this phenomenon is usually extensive and, in many cases, difficult to define clearly. Many methods are used to model land surface movements caused by drainage. These types of analyses and simulations are generally based on theoretical methods, which make it possible to adopt a holistic approach to the issue of geomechanical rock mass transformation due to rock mass drainage and to obtain very good modelling results. However, they are often inefficient, especially when it comes to time-consu¬ming calculations. Therefore, the necessity of carrying out further research in order to allow aquifer compaction to be modelled more efficiently is indicated. At present, particular attention is paid to research on the use of InSAR and artificial intelligence for this purpose. The paper presents an overview of models used to predict land surface movements caused by rock layer drainage.

3

Zastosowanie Satelitarnej Interferometrii Radarowej InSAR w modelowaniu przemieszczeń powierzchni terenu indukowanych drenażem warstw skalnych

Guzy Artur, Malinowska Agnieszka A., Witkowski Wojciech T., Hejmanowski Ryszard

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 8

13--25

PL

Obniżenia powierzchni terenu są jednym z najbardziej istotnych efektów środowiskowych pompowania wody ze zbiorników podziemnych. Powstają one na skutek kompakcji ściśliwych warstw wodonośnych. W skali globalnej główną przyczyną tego zjawiska jest rosnące zapotrzebowanie na czystą wodę. Przemieszczenia powierzchni terenu powstałe na skutek odwodnienia górotworu mogą przyjmować sumaryczne wartości nawet do kilkunastu metrów. Zasięg tego zjawiska jest zazwyczaj rozległy i trudny do jednoznacznego zdefiniowania. Kompakcja warstw wodonośnych spowodowana odwodnieniem górotworu przyczynia się do powstania szeregu niekorzystnych zjawisk o wymiarze społeczno-ekonomicznym i znacznych kosztach naprawczych. Obecnie wyróżnić można wiele metod, które wykorzystywane są w celu analizy i symulacji kompakcji warstw wodonośnych. Rozwiązania te pozwalają na uzyskanie zadowalających wyników modelowania. Są jednak one często mało efektywne i czasochłonne. Z tego względu wskazuje się na konieczność prowadzenia dalszych badań, które umożliwią bardziej skuteczne modelowanie kompakcji warstw wodonośnych. W ostatnich kilkunastu latach obserwowany jest gwałtowny rozwój InSAR. Przyczynił się on do znaczącego postępu w zakresie monitoringu i określania rozkładu czasowo-przestrzennego odwodnieniowych przemieszczeń powierzchni terenu w wielu regionach świata. Stąd, implementacja wyników pomiarów opartych o tę technologię może stanowić znaczny potencjał dla budowy bardziej efektywnych modeli kompakcji warstw wodonośnych. Celem niniejszego artykułu jest podsumowanie implementacji InSAR w ciągu ostatnich kilku lat dla wsparcia procesu modelowania kompakcji warstw wodonośnych na skutek drenażu górniczego.

EN

Land subsidence is one of groundwater pumping probably the most evident environemntal effects. This phenomenon is induced by the dewatering of susceptible aquifer systems. Globally, freshwater demand is the leading cause of this phenomenon. Land subsidence induced by aquifer system drainage can reach total values up several meters. The spatial extension of the phenomenon is usually extensive and often difficult to define clearly. Aquifer compaction contributes to many socio-economic effects and high infrastructure=related damage costs. Currently, many methods are used to analyze aquifer compaction. Such solutions enable satisfactory modelling results. However, further research is needed to allow more efficient modelling of aquifer compaction. Recently, InSAR has contributed to significant progress in monitoring and determining the spatio-temporal land subsidence distributions worldwide. Therefore, implementation of this approach can pave the way to develop more efficient aquifer compaction models. This paper presents a summary of InSAR implementation over recent years to support the aquifer compaction modelling process.

4

Dynamika wybranych obszarów Polski w świetle danych satelitarnej interferometrii radarowej

Graniczny M., Surała M., Kowalski Z., Piątkowska A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 452

67--77

PL

Jako obszary testowe wybrano trzy lokalizacje na terenie Polski charakteryzujące się odmiennym typem krajobrazu, różną budową geologiczną oraz użytkowaniem terenu. Są to: południowe wybrzeże Bałtyku w rejonie Zatoki Gdańskiej, fragment Niziny Mazowieckiej w obrębie aglomeracji warszawskiej oraz wybrane części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Do analizy przemieszczeń wykorzystano dwie metody: PSI (satelity ERS-1, ERS-2 i Envisat) oraz DifSAR (japoński satelita ALOS). Przedstawione przykłady wskazują dużą użyteczność analiz interferometrycznych dla monitorowania ciągłych, powolnych przemieszczeń na powierzchni terenu. Metoda ta powinna być również z powodzeniem wykorzystywana do oceny geozagrożeń związanych z osiadaniami, ruchami masowymi i niestabilnym podłożem.

EN

Three areas on the territory of Poland were selected as the test sites. They were characterized by different landscape, geological setting and land use. They cover southern coasts of the Baltic Sea around Gdańsk Bay, fragment of the Mazowian Lowland, including Warsaw agglomeration and selected parts of the Upper Silesian Coal Basin. Two methods were used for ground motion analysis: PSI (ERS-1, ERS-2 and Envisat satellites) and DifSAR (ALOS satellite). Examples presented show big potential of the interferometric analysis for monitoring of continuous, slow movements of the ground. This method should be widely used for evaluation of geohazards connected with subsidence, mass movements and unstable subsurface.