Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on Earth rotation and geodynamics in Poland in 2019–2022

Bogusz Janusz, Brzezinski Aleksander, Godah Walyeldeen, Nastula Jolanta

Advances in Geodesy and Geoinformation

|

2023

|

Vol. 72, no. 2

art. no. e41, 2023

EN

This paper summarizes the activity of the chosen Polish geodetic research teams in 2019–2022 in the fields of the Earth rotation and geodynamics. This publication has been prepared for the needs of the presentation of Polish scientists’ activities on the 28th International Union of Geodesy and Geodynamics General Assembly, Berlin, Germany. The part concerning Earth rotation is mostly focused on the estimation of the geophysical excitation of polar motion using data from Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and its follow-on (GRACE-FO) missions, and on the improvement of the determination of Earth rotation parameters based on the Satellite Laser Ranging (SLR), Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS), and Global Navigation Satellite System (GNSS) satellite techniques. The part concerning geodynamics is focused on geodetic time series analysis for geodynamical purposes and monitoring of the vertical ground movements induced by mass transport within the Earth’s system, monitoring of the crustal movements using GNSS and newly applied Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), discussing the changes of the landslides and its monitoring using geodetic methods as well as investigations of seismic events and sea-level changes with geodetic methods. Finally, the recent research activities carried out by Polish scientists in the international projects is presented.

2

Wyznaczenie dynamicznych przemieszczeń punktów z wykorzystaniem autorskiego automatycznego modułu opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS

Paziewski Jacek, Tomaszewski Dariusz, Rapiński Jacek, Stolecki Lech

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2021

|

nr 3-4

27--38

PL

W artykule przedstawiono wyniki walidacji modułu opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, powstałego w ramach realizacji projektu ASMOW. Moduł przeznaczony jest do wyznaczania dynamicznych przemieszczeń wywoływanych zdarzeniami para-sejsmicznymi. Badania przeprowadzono w oparciu o dane pomiarowe, zebrane podczas realizacji projektu ASMOW przez testową sieć stacji monitorujących, która została założona w rejonie oddziaływania głębinowej kopalni rud miedzi Rudna. Walidacje wykonano na podstawie opracowania rejestracji sejsmicznych oraz wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, pozyskanych podczas zdarzenia sejsmicznego z 30 lipca 2020 r. na testowym obszarze. Analizowane zdarzenie sejsmiczne charakteryzowało się energią = 1,9x108 J oraz magnitudą = 3,6. Na podstawie całkowania rejestracji z akcelerometrów obliczono wartości dynamicznych przemieszczeń dla stacji sejsmicznych, kolokowanych ze stacjami GNSS. Tak wyznaczone przemieszczenia potraktowano jako wartości referencyjne i do nich odniesiono wartości przemieszczeń, które zostały wyznaczone autorskim automatycznym modułem opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, powstałym w ramach projektu ASMOW. Na podstawie wykonanych badań stwierdzono wysoką zgodność pomiędzy rozwiązaniami z dwóch technik obserwacyjnych. Określono dokładność wyznaczania dynamicznych przemieszczeń w oparciu o wysokoczęstotliwościowe sygnały GNSS na poziomie pojedynczych milimetrów. W szczególności średnia kwadratowa różnic przemieszczeń z obu technik zawierała się w zakresie 0,6-2,6 mm dla składowych poziomych oraz 1,8-2,5 mm dla wysokości.

EN

The article presents a validation of the use of high-rate GNSS observations to determine dynamic displacements caused by seismic events. This task was performed on the basis of measurement data generated as part of the ASMOW project. The study concerns the measurement network which was established in the Rudna mine influence area. The validations were made on the basis of data from seismographs and GNSS measurement collected on July 30, 2020 during the seismic event. The seismic event was characterized by an energy of 1.9x108 J and a magnitude of 3.6. As part of the study, data collected from accelerographs were treated as reference values. Then, based on the integration of accelerations, the values of soil displacements at GNSS stations collocating with seismic stations were calculated. The same values were determined by the developed automatic GNSS high-rate processing module. On the basis of performed studies, a high agreement was found between the solutions from the two independent observation techniques. Moreover, we showed that it is feasible to reach a few millimeters accuracy level of dynamic displacements determination with high-rate GNSS. In particular, the root mean square of the displacement differences from both techniques was in the range of 0.6-2.6 mm for the horizontal components and 1.8-2.5 mm for the height.

3

Automatyczny System Monitorowania Wpływów Wysokoenergetycznych Wstrząsów Parasejsmicznych na powierzchnię terenu – ASMoW

Włodarczyk Katarzyna, Skrzypiec Tomasz, Gumiela Damian

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2021

|

nr 3-4

5--16

PL

Występowanie zjawisk sejsmicznych, mających bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo i komfort życia społeczności lokalnych, w rejonach dotkniętych skutkami działalności górniczej wytwarza popyt na automatyzację procesu śledzenia ich następstw. Dynamiczny rozwój bezpośrednich czy zdalnych technologii pomiarowych, wykorzystujących wysoko precyzyjne, specjalistyczne czujniki, a także dostęp do nowoczesnych technologii informatycznych, umożliwia obecnie monitorowanie, analizę i wizualizację oddziaływania na powierzchnię terenu antropogenicznych i naturalnych zdarzeń sejsmicznych. W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe, architekturę oraz warstwę prezentacji danych platformy informatycznej, zrealizowanej w ramach projektu pn. „Automatyczny system monitorowania wpływów wysokoenergetycznych wstrząsów parasejsmicznych na powierzchnię terenu (ASMoW)”. Wspomniany system, bazując na obserwacjach satelitarnych GNSS/PSInSAR oraz pomiarach sejsmicznych, realizowanych z wykorzystaniem odpowiednio zaprojektowanej infrastruktury badawczej (akcelerografy, odbiorniki GNSS, reflektory narożnikowe, urządzenia przesyłowe), w zautomatyzowany sposób przetwarza i wizualizuje na portalu internetowym informacje, dotyczące wpływów zaistniałych zdarzeń parasejsmicznych, w tym przyspieszeń drgań powierzchni terenu oraz przemieszczeń poziomych i pionowych.

EN

The occurrence of seismic phenomena having a direct impact on the safety and comfort of life of local communities in the areas affected by mining activities, creates a demand for the automation of the process of tracking their consequences. The dynamic development of direct or remote measurement technologies, using high-precision, specialized sensors, as well as access to modern IT technologies, now enable monitoring, analysis and visualization of the impact of anthropogenic and natural seismic events on the terrain surface. This article presents the design assumptions, architecture and the data presentation layer of the IT platform implemented as part of the project entitled automatic system for monitoring the effects of high-energy parasiteismic tremors on the ground surface (ASMoW). The mentioned system, based on the GNSS / PSInSAR satellite observations and seismic measurements, carried out with the use of a properly designed research infrastructure (accelerographs, GNSS receivers, corner reflectors, transmission devices), automatically processes and visualizes information on the internet portal. Concerning the influence of the occurring parasite-smic events, including acceleration of terrain surface vibrations and horizontal and vertical displacements.

4

Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study

Tajduś A., Cała M., Tajduś K.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

747--765

EN

The coal exploitation in the Upper Silesia region (along the Vistula River) triggers the strata seismic activity, characterized by very high energy, which can create mining damage of the surface objects, without any noticeable damages in the underground mining structures. It is assumed that the appearance of the high energy seismic events is the result of faults’ activation in the vicinity of the mining excavation. This paper presents the analysis of a case study of one coal mine, where during exploitation of the longwall panel no. 729, the high energy seismic events occurred in the faulty neighborhood. The authors had analyzed the cause of the presented seismic events, described the methods of energy decreasing and applied methods of prevention in the selected mining region. The analysis concluded that the cause of the high energy seismic events, during the exploitation of the longwall panel no. 729 was the rapid displacements on the fault surface. The fault’s movements arose in the overburden, about 250 m above the excavated longwall panel, and they were strictly connected to the cracking of the thick sandstone layer.

PL

Eksploatacja pokładów węgla w rejonie nadwiślańskim Górnego Śląska wywołuje aktywność sejsmiczną górotworu przejawiającą się wstrząsami o bardzo wysokich energiach, które nie powodują szkód w wyrobiskach górniczych, lecz są silnie odczuwane na powierzchni terenu w postaci znacznych drgań powierzchni często prowadzących do uszkodzeń obiektów budowlanych. Prognozuje się, że występowanie wstrząsów o wysokich energiach jest wynikiem uaktywnienia się uskoków spowodowanych eksploatacją prowadzoną w ich pobliżu. Podczas eksploatacji ściany 729 w sąsiedztwie uskoku również wystąpiły wstrząsy o bardzo wysokich energiach. W artykule dokonano analizy przyczyn występowania tych wstrząsów, opisano sposoby zmniejszenia energii wstrząsów i zapobiegania wystąpieniu tąpnięcia w rejonie tej ściany. Z przeprowadzonych analiz wynika, że przyczyną występowania wstrząsów o bardzo wysokich energiach podczas eksploatacji ściany 729 są nagłe przemieszczenia na uskoku zachodzące w nadkładzie około 250 m nad eksploatowaną ścianą połączone z pękaniem grubej warstwy piaskowca.

5

The influence of normal fault on initial state of stress in rock mass

Tajduś A., Cała M., Tajduś K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

109--120

EN

Determination of original state of stress in rock mass is a very difficult task for rock mechanics. Yet, original state of stress in rock mass has fundamental influence on secondary state of stress, which occurs in the vicinity of mining headings. This, in turn, is the cause of the occurrence of a number of mining hazards, i.e., seismic events, rock bursts, gas and rock outbursts, falls of roof. From experience, it is known that original state of stress depends a lot on tectonic disturbances, i.e., faults and folds. In the area of faults, a great number of seismic events occur, often of high energies. These seismic events, in many cases, are the cause of rock bursts and damage to the constructions located inside the rock mass and on the surface of the ground. To estimate the influence of fault existence on the disturbance of original state of stress in rock mass, numerical calculations were done by means of Finite Element Method. In the calculations, it was tried to determine the influence of different factors on state of stress, which occurs in the vicinity of a normal fault, i.e., the influence of normal fault inclination, deformability of rock mass, values of friction coefficient on the fault contact. Critical value of friction coefficient was also determined, when mutual dislocation of rock mass part separated by a fault is impossible. The obtained results enabled formulation of a number of conclusions, which are important in the context of seismic events and rock bursts in the area of faults.

6

Reakcja układu strop-filar w komorowo-filarowym systemie eksploatacji

Grzybek W., Stolecki L.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 6

37--41

PL

W artykule zaprezentowano wstępne wyniki badań mających na celu rozpoznanie wzajemnego współoddziaływania na siebie poszczególnych elementów układu geomechanicznego jaki na złożu rud miedzi stanowią: strop, filary-calizna i spąg. Do obserwacji procesu deformacji górotworu wykorzystano tzw. metodę objętościową, polegającą na ocenie zmian objętościowych ośrodka skalnego na podstawie rejestracji zmian ciśnienia oleju w sondzie pomiarowej wprowadzonej do otworu wiertniczego nawierconego w górotworze. Badania prowadzono równolegle w warstwach stropowych oraz w wybranym filarze technologicznym. Wykonano trzy otwory wiertnicze, jeden prostopadle do stropu oraz dwa otwory prostopadle do filara technologicznego, po jednym w jego części piaskowcowej i dolomitowej. Sondy pomiarowe zostały umieszczone odpowiednio: w otworze stropowym na wysokości 15 m, natomiast w części piaskowcowej filara na głębokości 7 m od ociosu, a w części dolomitowej na głębokości 4 m. Stanowisko pomiarowe zlokalizowano na wyprzedzeniu frontu eksploatacyjnego w rejonie oddziaływania dużej strefy tektonicznej. Wykazano, że lokalna deformacja warstw stropowych ma swoje odzwierciedlenie w ośrodku skalnym usytuowanym na poziomie złoża (filary, calizna). Dotychczasowe wyniki badań wskazują, że zastosowana metoda objętościowa może być wykorzystywana do określania i oceny procesów deformacyjnych zachodzących w górotworze, w trakcie eksploatacji złoża.

EN

This paper discusses the results of mining observations that describe the reaction of geomechanical system in Polish cooper mines. This system consists of three elements: roof layers, pillars and floor layers. The authors applied new measuring technique (volumetric measurement method) to determine the method of deformation of rock mass. The pressure probe is a basic element of the measurement system under the volumetric method. The probe is inserted into the borehole. The measurements that are taken include the changes of the oil pressure in the probe. Observations were made in roof layers and in the technological pillar. Three boreholes were made. One borehole was made in the roof layers. Two others in the pillar – one borehole in the sandstone part and the second one in the dolomite part of the pillar. Probes were inserted into boreholes accordingly: in the roof layers at the height of 15 m, in the sandstone part at the depth of 7 m from the pillar side wall and the dolomite part at the depth of 4 m. Measurement station was located in the lead of the mining field in the area of the impact of a large fault zone. It was shown that the local deformation of roof layers are reflected in the rock formation located at the level of deposits (pillars, face). The experience gained during the research indicates that the proposed method delivers promising results in the area of monitoring and assessing the deformation of a rock mass, while mining the deposit.

7

Próba zdefiniowania obszarów akumulacji energii w górotworze na podstawie lokalizacji ognisk wstrząsów sejsmicznych

Drzewiecki J.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2013

|

nr 1

5-15

PL

Położenie ognisk wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych oraz towarzyszących im tzw. for i after shock-ów wskazują, że obszar, w którym następuje przywrócenie równowagi energetycznej wielokrotnie przekracza obszar prowadzonej eksploatacji. Ilość zarejestrowanych w krótkim czasie wstrząsów sejsmicznych, a szczególnie lokalizacja ich ognisk, wskazują obszar masywu skalnego biorącego udział w procesach odkształceniowo-zniszczeniowych indukowanych działalnością górniczą. Przeanalizowano położenie ognisk wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych oraz towarzyszących im tzw. for i after shocków dla określenia obszaru akumulowania energii. Powierzchniowo obszar ten znacznie przekracza rozmiary obszaru prowadzonych robót górniczych. Innymi słowy obszar naruszenia równowagi górotworu nie należy odnosić jedynie do prowadzonej eksploatacji, a do obszaru znacznie większego. Analiza lokalizacji szybko po sobie następujących zjawisk sejsmicznych jest wskazówką dla prognozy wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych. Lokalizacja fragmentów górotworu, w których dochodzi w krótkim czasie do serii wstrząsów sejsmicznych, w stosunku do miejsca prowadzonych robót górniczych, może być wskazówką dla prognozy lokalizacji ognisk wysokoenergetycznych wstrząsów sejsmicznych.

EN

Location of high seismic events and for- and after-shocks indicates the area where the restoration of the energy balance often exceeds the area of mining operation. Number of registered short time seismic events and especially the location of outbreaks, indicate where the rock mass was involved in strain-destructive processes induced by mining activities. The location of foci of high seismic events and for- and after-shocks for determining the area of the energy storage was analyzed in the paper. This surface area far exceeds the size of the area of conducted mining operations. In other words, the area of the rock mass balance violations do not only refer to a mining operation, but a much larger area. Analysis of the location of the sequences of the rapid seismic events is an indication for the prediction of high seismic activity. Location fragments of rock in which sequences of the rapid seismic events are recorded in relation to the location of mining conducted, it may be indicated for the forecast location of high seismic events.

8

Seismicity in mines due to roof layer bending

Marcak H.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 1

229--250

EN

The experience, which has been obtained in Polish mining allow us to conclude that the bending of the roof layer over an exploited seam is one of the most important factors influencing the risk of strong seismic emissions. The seismic consequences of plastic deformations during roof layer bending are discussed in the paper. The linear distribution of seismic shock epicentres and trends in the development of seismic energy and event frequency, are expected before very strong seismic events that greatly increase rock-burst risk. The proposed model of inelastic deformations allow us to correlate the seismic data and results of mining observations, such as convergence of the roof layer and the changes of wells diameter drilled In the roof layer in assessing the risk of rock-bursting.

PL

Doświadczenia uzyskane w polskim górnictwie wskazują na to, że uginanie warstw stropowych nad eksploatowanym pokładem jest jednym z najważniejszych czynników, które zwiększają ryzyko wystąpienia silnej emisji sejsmicznej w kopalniach podziemnych. W artykule przedstawiono rozważania dotyczące związku pomiędzy sejsmicznością a rozwojem deformacji plastycznej w uginającej się warstwie stropowej. Jedną z konsekwencji tej deformacji jest liniowy rozkład epicentrów wstrząsów i istnienie trendów wzrostowych w rozwoju energii sejsmicznej i trendów spadkowych w rozwoju częstości pojawiania się wstrząsów w okresie poprzedzającym bardzo silną relaksację energii sejsmicznej. Taka relaksacja jest bezpośrednio związana z ryzykiem powstania tąpnięcia. Zaproponowany w artykule model deformacji niesprężystej pozwala korelować dane sejsmiczne z wynikami obserwacji górniczych, takich jak konwergencja stropu czy zmiana średnicy otworów wierconych w stropie eksploatowanego pokładu, które zgodnie z dotychczasowym doświadczeniem są związane z ryzykiem powstania tąpnięcia.

9

Charakterystyka termodynamiczna fazy gazowej masywu skalnego poddanego procesowi eksploatacji

Grzebyk W., Stolecki L.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2011

|

nr 2

43-49

PL

W artykule omówiono realizowane w KGHM CUPRUM sp. zo.o. CBR prace nad opracowaniem termodynamicznej metody oceny deformacji górotworu, w którym prowadzona jest eksploatacja złoża rud miedzi. Przedstawiono wstępne wyniki pomiarów parametrów termodynamicznych fazy gazowej masywu skalnego stanowiących podstawę wnioskowania o przebiegu procesu deformacji. Poddano analizie ilościowej wielkość mierzonych zakresów zmian ciśnienia i temperatury wykazując, że obserwowane zmiany ciśnienia nie zależą od temperatury, a są efektem zmian objętościowych zachodzących w górotworze.

EN

The article discusses the work on developing the method for thermodynamic evaluation of rock mass deformation carried out in KGHM CUPRUM Ltd Research & Development Centre. Measurements were carried out in Polish copper mines. The initial results of measurements of thermodynamic parameters of the gas phase of rock mass are presented in the paper. These results provide the basis for the description of deformation process. The ranges of pressure and temperaturę changes that were measured, were the subject of quantitative analysis. The analysis showed that changes in pressure do not depend on temperature and are the result of changes occurring in the subsurface.

10

Identyfikacja procesów termodynamicznych zachodzących w górotworze pod kątem oceny zagrożenia zjawiskami dynamicznymi

Grzebyk W., Stolecki L.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 2

289-295

PL

W artykule omówiono zagadnienie wykorzystania obserwacji procesów termodynamicznych zachodzących w masywie skalnym do wnioskowania o stanie zagrożenia zjawiskami dynamicznymi. Przedstawiono sposób realizacji odpowiednich pomiarów za pomocą specjalnie wytworzonej w tym celu sondy otworowej. Zaprezentowano wstępne wyniki obserwacji uzyskane z rejestracji przeprowadzonych w wybranym polu eksploatacyjnym.

EN

The article describes the issue of utilization of thermodynamic process observation performed in rock mass in the inference about dynamic effect risk. A method of proper measurements realization with a hole measurement probe made uniquely to this end was presented. Also the preliminary results of observation performed in selected exploitation field were reported.

11

Fizyczne podstawy oraz techniczny sposób realizacji termodynamicznej metody oceny deformacji ośrodka skalnego

Butra J., Grzebyk W., Pytel W., Stolecki L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 7

391-396

PL

W artykule przedstawiono podjęte w KGHM CUPRUM - CBR prace nad pomiarem zmian ciśnienia w górotworze naruszonym procesem eksploatacji. Zaproponowane rozwiązanie wykorzystuje zjawisko przepuszczalności ośrodka skalnego, która zależy od stopnia jego deformacji będącej z kolei pochodną ciśnienia eksploatacyjnego. Zjawiska przepływów filtracyjnych płynów w ośrodku skalnym oraz procesów sorbcyjno-dyfuzyjnych stanowią podstawę fizyczną opracowanej termodynamicznej metody oceny stanu górotworu. W metodzie tej, identyfikacja przepływów filtracyjnych gazu w ośrodku skalnym będzie odbywać się na podstawie pomiaru zmian ciśnienia powietrza w wydzielonej przestrzeni. Procesy sorbcyjno--dyfuzyjne będą identyfikowane na podstawie pomiaru zmian ciśnienia oleju hydraulicznego wprowadzonego pod ciśnieniem do sondy pomiarowej umieszczonej w otworze badawczym. Dla praktycznej realizacji termodynamicznej metody oceny stanu górotworu opracowano i wytworzono odpowiedni układ pomiarowy składający się z sondy pomiarowej, przetworników ciśnienia, aparatury rejestrującej i układu zasilającego. Opracowana metoda pomiarowa umożliwi obserwację i ocenę procesu deformacji całego układu geomechanicznego obejmującego warstwy stropowe, fragmenty calizny, filary technologiczne oraz skały spągowe. W pierwszej kolejności prace zostały ukierunkowane na rozpoznanie procesu odkształcania się warstw stropowych. Przedstawioną, termodynamiczną metodę oceny stanu górotworu należy traktować jako propozycję do zastosowania, szczególnie w podziemnych zakładach górniczych, w których występuje zagrożenie tąpaniami i zawałami.

EN

The article describes recent investigations performed by KGHM CUPRUM - Research and Development Centre on the subject of the new thermodynamic method addressed to the evaluation of rock mass effort level in the range of the mining operations influences. The presented solution is based on rock permeability effect which depends on its deformation state which in turn is a derivative of components of the pressure tensor. An effect of liquid filtration flow through the rock medium and sorbtion/dyfusion processes are the physical base for the development of a rock mass conditions thermodynamic evaluation method. The method permits identifying gas filtration flow in the rock medium, from the measurement data concerning the air pressure in/decrement within the separated borehole space. Sorbtion-dyfusion processes will be identified on the basis of measurements of hydraulic oil pressure changes due to the pressure of surrounding rocks acting on measurement probe which is placed within the test hole. For the practical realization of the thermodynamic method of the rock mass condition evaluation, there was developed the appropriate measurement system consisting of the measurement probe, pressure converters, storing equipment and supply system. The method allows the observation and evaluation of deformation process of a geomechanical system which contain roof layers, body fragments, technological pillars and floor rocks. At the beginning, the studies were devoted to recognizing the floor layers deformation process. The presented thermodynamic method of rock mass condition evaluating should be treated as a proposition to use, especially in underground mines where the risk of rockbursts and roof falls are likely.

12

Badania zmian obciążeń kotew rozprężnych w wyniku oddziaływania wstrząsów sejsmicznych

Dębkowski R., Madziarz M., Sawicki W., Osadczuk T.

Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2007

|

Vol. 76, nr 42

677-687

PL

W artykule przedstawiono warunki, przebieg i wyniki kompleksowych badań wpływu wstrząsów sejsmicznych na stateczność stropu zabezpieczonego obudową kotwową, realizowanych w okresie od 09.11.2005 r. do 18.08.2006 r, na stanowisku badawczym w polu D dddz. G-22 O/ZG "Polkowice-Sieroszowice". Zaprezentowano metodykę pomiarów, wykorzystaną aparaturę, warunki, w których prowadzono badania oraz uzyskane wyniki badań.

EN

Technical conditions, the course and results of in-situ measurements concerning the effect of seismic events on bolted immediate roof stability, conducted between 09-11-2005 and 18-08-2006 at the monitoring station established in the D area within the G-22 district of "Polkowice-Sieroszowice" mine are presented. Measurement results have proved insignificant effect of dynamic phenomena on expansive bolt behavior and roof stability in the measurement area. This has been confirmed by visual observations and bed separation measurements as well. The presented measurements and their results constitutes a significant progress in understanding of effectiveness of presently used roof bolting systems subjected to a dynamic load evoked by the mining-related seismic events.

13

Badanie zależności pomiędzy radiacją sejsmiczną a mechanizmem ognisk wstrząsów górotworu na podstawie rejestracji sejsmologicznych i sejsmometrycznych

Dubiński J., Lurka A., Stec K.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2006

|

nr 6

25-27

PL

Określenie oddziaływań sejsmicznych wstrząsów górniczych na powierzchnię jest zagadnieniem niezwykle złożonym. Trudno jest opisać zmienność rozkładu mierzonych parametrów (prędkość lub przyspieszenie drgań) w funkcji standardowo określanych przez kopalniane stacje sejsmologiczne parametrów takich jak wartość energii sejsmicznej, odległość epicentralna do obiektu, współczynnik amplifikacji. W artykule wykazano, że przyczyną różnic rejestrowanych amplitud drgań na stanowiskach o zbliżonej odległości epicentralnej może być kierunkowość radiacji fal sejsmicznych, która z kolei zależy od mechanizmu ognisk wstrząsów. W celu określenia rozkładu współczynnika radiacji na powierzchni terenu wprowadzono nowy parametr RP/r/h) określany dla fali poprzecznej S, który posiada tę zaletę, że jego wartości w różnych punktach powierzchni terenu mogą być ze sobą porównywane. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że tam gdzie wartości współczynnika RP/(r/h) są proporcjonalnie większe, większa jest również amplituda zarejestrowanych amplitud przyspieszenia.

EN

It has been observed that tremors from the area of Polish coal and copper mines are characterised sometimes by differentiated acceleration amplitudes of vibrations at seismometric stations close to each other. A part of these differences we can coonect with the local amplification of vibrations, including also the topographic amplification. An analysis of these records carried out, with simultaneous correlation with the mechanisms of tremor foci, tectonics of the epicentral area and other factors proves that the reason of differences of recorded vibration amplitudes can be a strong radiation directivity of seismic waves. The new coefficient RP/(r/h) coefficient are higher, proportionally higher should be the amplitude of recorded acceleration amplitudes and vibration velocities or displacements.

14

Estimation, Decoding and Forecasting in HMM and Hybrid HMM/ANN Models : a Case of Seismic Events in Poland

Bijak K.

Studia Informatica : systems and information technology

|

2006

|

Vol. 1(7)

7--17

EN

This paper compares performance of a hidden Markov model (HMM) and a hybrid HMM/ANN model in seismic events modeling. Observation variables are assumed to follow a Poisson distribution. Parameters of the discrete-time two-state models are estimated on the basis of data on seismic events that were recorded in Poland from 1991 to 1995. Then, on the basis of the estimation results, the most likely sequences of states of the hidden Markov chains are found and forecasts for January 1996 are made. It is shown that the hybrid model fits better to the data.

15

Hierarchia zdarzeń sejsmicznych. Multifraktalne własności parametrów wstrząsów górniczych

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 265

3-151

PL

Zdarzenia sejsmicznie indukowane działalnością górniczą, powodowane nagłym i niespodziewanym zniszczeniem skał poddanych działaniu dużych naprężeń, stanowią zasadnicza przyczynę wypadków śmiertelnych i zniszczeń na terenie niemal wszystkich kopalń. Jednak, dopiero ostatnie dwie dekady, przez olbrzymi postęp w technologii elektronicznej i rozwój komputerów, dały istotny wkład do poznania przyczyn i mechanizmu niszczenia skał. Sejsmologia ilościowa, rozpoznając te zjawiska, może w przyszłości zaowocować bezpiecznymi metodami eksploatacji podziemnej. W pierwszej części tego opracowania został przedstawiony przegląd literatury opisującej rezultaty badań sejsmiczności górniczej. Największe osiągnięcia zostały uzyskane na polu badania lokalizacji wstrząsów, mechanizmu zniszczenia i wyznaczania istotnie ważnych parametrów sejsmicznych. Innym celem pracy była prezentacja wybranych modeli powstawania wstrząsów. Zostały przedstawione warunki konieczny i dostateczny powstawania zjawiska sejsmicznego, a także model ruchu mas i sprężyn z malejącą przy wzroście prędkości siłą tarcia. Model opisuje dwie poruszające się masy oddziałujące między sobą i z wymuszającym ruch suwakiem siłami sprężystymi. Przy pewnych układach parametrów modelu rozwiązania równań opisujących jego zachowanie prowadzą do chaosu. Przejście do rozwiązań cyklicznych do typowego dla wstrząsów chaosu daje dowód na to, że nie zawsze układy klasycznych równań różniczkowych są w stanie dostarczyć deterministycznego opisu rzeczywistości. Następnie przedstawiony jest model szorstkich centrów tarcia i model samoorganizacji wstrząsów. Obydwa modele już w swych założeniach przyjmują elementy losowości i prowadzą do fraktalnych rozkładów wstrząsów. Główna część pracy zawiera szczegółowy opis metody konstruowania hierarchicznej struktury danych sejmologicznych oraz metody analizy fraktalnej. Wszystkie multifraktale analizowane w tej pracy można wygenerować używając bardzo prostego, multiplikatywnego generatora. Hierarchie tworzone na podstawie przestrzennej konfiguracji wstrząsów górniczych umożliwiają obliczenie entropii i temperatury sejsmicznej. Temperatura może być miarą zagrożenia sejsmicznego. Została przeprowadzona analiza kilku parametrów (hipocentra i epicentra wstrząsów, energia i czas pojawiania się zdarzeń sejsmicznych) charakteryzując wstrząs. Obliczone wymiary fraktalne wykazują multifraktalną naturę zjawisk sejsmicznych. Chwilowe zmiany uogólnionego wymiaru fraktalnego mogą sygnalizować pojawienie się dużego wstrząsu. Bifraktalne zachowanie rozkładów energii wstrząsów na kopalniach węgla wprowadza istotny błąd do metod przewidywania zagrożenia sejsmicznego opartych na analizie parametru b z prawa Gutenberga-Richtera. Zostały przedstawione mapy tensora zniszczenia, redystrybucji naprężeń oraz przemieszczeń masywu skalnego powstałe w wyniku wstrząsów górniczych zarejestrowanych na kopalni złota Generał Brandt w RPA. Danymi tego rodzaju można uzupełnić wszystkie pietra hierarchii wstrząsów górniczych. Są one podstawą kilku metod prognozowania zagrożenia sejsmicznego. Ta praca koncentruje się na statycznych własnościach struktur hierarchicznych. Śledzenie dynamiki tych obiektów i korelacji z tektoniką czy eksploatacją, co też może być uwzględnione w budowie hierarchii wstrząsów, przekracza możliwości ludzkiej percepcji. Konieczne będzie zbudowanie stosownych narzędzi bazujących na metodach sztucznej inteligencji.

EN

Mining induced seismicity, caused by the sudden and violent failure of rock under high stress, has been an important cause of fatalities and damage in almost all mines. However, it is only in the last two decades, with technological advances in electronic components and in computers, that quantitative seismology has made significant contributions to understanding the causes and mechanisms of rock failure, which can in turn be applied to underground safety improvements. The first part of this paper presented a literature review of results obtained from recording mining induced seismic activity, and discusses the utility of these results for mine design purposes. The main achievements are in the fields of source location, magnitude, failure mechanisms, and evaluation and interpretation of seismic parameters. Another goal is to present some of selected models of seismic events occurrences. As the first one, the model of mess-springs and velocity-weakening friction has been presented. The model consists of two sliding blocks coupled to each other and to constant velocity driver by elastic springs. For some set of model parameters the solution exhibit chaotic behavior. The transition from stable cyclic behavior to chaos, typical for seismic events, give an evidence that sets of classical expressions are not ever necessary to give strictly deterministic picture of nature. Next part presented an asperity model of rupture along heterogeneous fault surface and, the self-organized model of seismicty. Both models are based on a simple probabilistic assumption and provides to fractal structures of seismic events. The main part of this paper contains detailed description of the method of hierarchical construction of seismic database and the method of multifractal analyses. Some aspects of artificial intelligence have been used in a goal to generate a chart of coding. Only limited numbers of the charts coding are needed to generate quite good patterns of a given set of seismic parameters. All multifractals analyzed in this paper can be generated by very simple random multiplicative process. Some examples pf parameters associated to mine rock-burst structures are presented (spatial distribution of hypocenters, energy and, time) and theirs fractal dimensions has been calculated. Temporal change of generalized dimension can indicated large seismic event. Bifractal behavior of energy distribution 9and, also a series of time of seismic events occurrences) on polish coal mine provided to large uncertainty in methods of seismic hazard prediction. The pictures of damage tensor, stress redistribution and, rock mass displacement on General Brandt gold mine (RSA) are presented.

16

Zwiększanie informatywności technik tomograficznych w procesach eksploatacji złóż

Lurka A.

Archives of Mining Sciences

|

2004

|

Vol. 49, nr 4

495-508

PL

W pracy zastosowano operatory różniczkowe gradientu i laplasjanu do obliczanego metodą tomografii pasywnej pola prędkości. Celem stosowania takich operacji jest badanie zagrożenia sejsmicznego nie tylko na podstawie analizy anomalii sejsmicznej, ale również z zastosowaniem dodatkowych operacji na skalarne pole prędkości. W celu sumowania i porównywania różnych typów informacji, jakimi są mapy anomalii sejsmicznej, gradientu i laplasjanu zaproponowano procedurę normalizacji powyższych wielkości. Wprowadzona metodyka została wykorzystana do przykładowych obliczeń dla kopalni węgla KWK Bielszowice.

EN

The paper presents the application of gradient and laplace differential operators to the velocity field obtained from passive tomography calculations. The passive tomography calculations were performed using the evolutionary algorithms. These algorithms are very often used when searching of global minimum is required for multidimensional functions. The main purpose of using gradient and laplace differential operators was to find the correlations between these ąuantities and the seismic hazard in Polish mines. From previous experiences of using passive tomography calculations to seismic hazard asses-sment in Polish mines one can conclude such relationship between seismic hazard and seismic velocity anomaly. However there are observations showing that seismic anomaly does not correlate well with areas of high seismic activity. It turns out that other ąuantities: the velocity gradient and laplace operator of velocity field correlates much better in such situations. The main problem of comparing results of the calculated velocity anomaly, the velocity gradient and the laplace operator of velocity field is that these ąuantities have different physical units. To compare the seismic velocity anomaly, the velocity gradient and the laplace operator of velocity field the method of normalization of these differential operators was introduced. As the practical application of using the yelocity gradient and the laplace operator of velocity field the passive tomography calculations in the area of the longwall no. 772 from Zabrze Bielszowice coal minę were carried out. The presented results show that velocity gradient and laplace operator of yelocity field correlates better with areas of high seismic hazard than seismic anomaly. Especialły the yelocity gradient images give new physical insight into the assessment of seismic risk in mines.