Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena zachowania się uskoku w sąsiedztwie eksploatacji w aspekcie zagrożenia sejsmicznego

Burtan Z., Chlebowski D., Cieślik J., Zorychta A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 99

185--197

PL

W artykule, na podstawie programu obliczeniowego bazującego na metodzie elementów skończonych, przeprowadzono numeryczne modelowanie eksploatacji w sąsiedztwie uskoku. Przyjęto, że uskok stanowi pojedyncza nieciągłość w postaci płaszczyzny zorientowanej pionowo, a warunki na stykających się powierzchniach definiuje prawo tarcia Coulomba. Rezultaty obliczeń dotyczyły reakcji uskoku na dodatkowe obciążenie wywołane eksploatacją górniczą, a także odnosiły się do wpływu zjawisk zachodzących w płaszczyźnie uskoku na bezpośrednie otoczenie pola eksploatacji. Zachowanie się uskoku analizowano w funkcji rozwoju eksploatacji opierając się na rozkładach naprężeń stycznych i poślizgu wraz z ich zasięgiem w płaszczyźnie uskoku oraz energii zdyssypowanej wskutek tarcia. Z kolei wpływ uskoku na jego otoczenie oceniano na podstawie zmian gęstości całkowitej energii odkształcenia sprężystego. Rezultaty przeprowadzonego modelowania numerycznego pozwoliły na sformułowanie wniosków dotyczących prowadzenia eksploatacji w sąsiedztwie dyslokacji tektonicznych w aspekcie kształtowania się poziomu zagrożenia sejsmicznego.

EN

This article concerns numerical modeling of the impact of mining operations on fault behavior, carried out on the basis of a calculation program based on the finite element method. It was assumed that the fault is a single discontinuity in the form of a vertically-oriented plane, and the conditions in which surfaces merge are defined by the right of the Coulomb friction. On the one hand, the calculations are related to the fault’s response to additional weight resulting from mining operations, and on the other, they are related to the impact that occurrences in the fault’s plane had on the immediate surroundings of the extraction center. The behavior of the fault was analyzed based on distributions in the plane of shear stress and slip, together with their range and energy dissipated due to friction. In turn, the impact of the fault on its immediate environment was analyzed based on variations in the total energy density of elasticity. The results of numerical modeling made it possible to draw conclusions concerning mining operation in the proximity of tectonic dislocations in the context of seismic hazard’s levels.

2

Określanie właściwości uszczelniających uskoków na podstawie modelowania z wykorzystaniem danych sejsmicznych i geofizyki otworowej – rozwiązania programowe opracowane w firmie Geofizyka Toruń S.A.

Rudzki M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

197--200

PL

Referat przedstawia zarys metodyki numerycznego wyznaczania parametrów charakteryzujących własności uszczelniające powierzchni uskokowych, w oparciu o dane sejsmiczne i geofizyki wiertniczej. Przedstawiono ogólny schemat postępowania oraz wyniki zastosowania procedur numerycznych, opracowanych w firmie Geofizyka Toruń S.A.

EN

The paper presents an outline of the method of calculating the parameters characterising the seal properties of faults, basing on seismic and well-logging data. The general workflow, together with the results of numerical procedures developed in Geofizyka Toruń S.A. are presented.

3

Structurally altered hard coal in the areas of tectonic disturbances – an initial attempt at classification

Godyń K.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

677--694

EN

As regards the exploitation of hard coal seams, the near-fault zones and faults themselves are considered to be particularly dangerous areas, which is due to a high probability of the occurrence of gasogeodynamic phenomena. Tectonic dislocations running across a seam have a destructive impact on coal. Degradation of the coal structure, particularly visible in the microscale, is reflected in the coal’s strength or gas properties. Such “structurally altered” coal is characterized by the presence of numerous fracturings, crushed areas, or dislocations of some of its fragments, and sometimes even the total destruction of the original structure. The present paper provides a detailed analysis and description of near-fault coal obtained from selected seams of the Upper Silesian Coal Basin, completed due to the application of optical methods. Both the type and the degree of changes in the structure of such coal were identified. On this basis, the author attempted to systematize the nomenclature used in relation to selected Upper Silesian hard coal seams, which, in turn, resulted in a proposed classification of the “altered structures” of the near-fault coal.

PL

Podczas eksploatacji węgla kamiennego, za szczególnie niebezpieczne obszary, ze względu na możliwość wystąpienia zjawisk gazo-geodynamicznych, uważa się strefy przyuskokowe i same uskoki. Przebiegające przez pokład dyslokacje tektoniczne wpływają destrukcyjnie na węgiel. Degradacja struktury węgla dostrzegalna, szczególnie w skali mikro, ma odzwierciedlenie w jego cechach wytrzymałościowych czy też gazowych. Taki, „odmieniony strukturalnie” węgiel, charakteryzuje się występowaniem licznych spękań, skruszeń, czy przemieszczeń poszczególnych fragmentów, a niekiedy i całkowitym zniszczeniem pierwotnej struktury. W pracy, posługując się metodami optycznymi, dokonano szczegółowych obserwacji i opisu węgla przyuskokowego pobranego z wybranych pokładów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Zidentyfikowano rodzaj i intensywność zmian w strukturze takiego węgla. Na tej podstawie podjęto próbę usystematyzowania stosowanego nazewnictwa w odniesieniu do wybranych górnośląskich pokładów węgla kamiennego, co w konsekwencji zaowocowało zaproponowaniem klasyfikacji „struktur odmienionych” tego przyuskokowego węgla.

4

Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do klasyfikacji struktur odmienionych węgla kamiennego w strefach przyuskokowych

Młynarczuk M., Godyń K., Skiba M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

15--20

PL

Wewnętrzna budowa strukturalna węgla kamiennego ze stref uskokowych, w szczególności obecność spękań o charakterze egzogenicznym, kataklazy oraz mylonitu, może odpowiadać za zwiększoną pojemność gazową węgla i wskazywać na pokłady szczególnie zagrożone zjawiskami gazo-geodynamicznymi. Problematyka węgla odmienionego strukturalnie jest przedmiotem zainteresowania badaczy z różnych krajów. Zaproponowali oni metody klasyfikacji takiego węgla. W ramach opisywanych badań skupiono się na jednej z takich metod w celu zweryfikowania możliwości wykorzystania sztucznych sieci neuronowych jako narzędzia wspomagającego decyzje dotyczące klasyfikacji poszczególnych struktur. Badania prowadzono na zdjęciach wykonanych przy użyciu mikroskopu optycznego. Zdefiniowano wielowymiarową przestrzeń cech, bazującą głównie na parametrach otrzymanych z różnie zdefiniowanych gradientów. W badaniach wykorzystano dwuwarstwową sieć jednokierunkową (MLP). Jej zastosowanie umożliwiło zweryfikowanie w sposób sformalizowany subiektywnych decyzji obserwatora. W rezultacie badań wykazano, że użycie sztucznych sieci neuronowych pozwala na klasyfikację struktur odmienionych węgla na poziomie 91% zgodności z decyzjami obserwatora-geologa.

EN

The internal structure of hard coal in near-fault zones - in particular, the presence of exogenic cracks, cataclasis and mylonite - can be the decisive factor when it comes to the increased gas capacity of coal and pose a greater risk of the occurrence of gaso-geodynamic phenomena. The problem of structurally altered coal has been of interest to a lot of researchers from various countries, who have proposed certain methods of classifying such coal. As part of the described research, one of such methods was analyzed, with the aim of verifying the possibilities of using artificial neural networks as a tool facilitating the classification of particular structures. The analysis was performed with the use of photographs taken with the optical microscope. A multidimensional feature space was determined, based mainly on the parameters obtained from differently defined gradients. A two-layer, unidirectional network (MLP) was used in the research, which made it possible to verify - in a formalized way - subjective decisions of the researcher. The tests ultimately demonstrated that the application of artificial neural networks results in successful classification of the altered structures of coal, with the level of compatibility with the decisions made by a researcher-geologist at ca. 91 percent.

5

Geomechaniczne aspekty prowadzenia frontu w kierunku do i od uskoku z perspektywy ocen zagrożenia tąpaniami

Chlebowski D., Burtan Z., Zorychta A., Cieślik J.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

37--47

PL

W artykule przedstawiono rezultaty modelowania analitycznego w zakresie geomechanicznej odpowiedzi górotworu na prowadzenie frontu robót rozcinkowych w dwóch odwrotnych względem siebie i uskoku kierunkach, ilustrujących zbliżanie się i oddalanie od zaburzenia. Punktem wyjścia podjętych analiz była zmienność współczynnika koncentracji naprężeń i gęstości energii w aspekcie oceny możliwości wystąpienia tąpnięcia na wybiegu frontu dla obu kierunków eksploatacji. W nawiązaniu do problematyki doboru metod profilaktyki tąpaniowej odniesiono się do kwestii wpływu na wielkość zagrożenia wybranych elementów technologii robót realizowanych w oparciu o systemy komoro-wo-filarowe.

EN

The paper presents the results of geomechanical, analytical modeling of rock mass behavior for two opposite cases of the exploitation front direction with reference to fault. First direction is the situation when exploitation come near to fault, second one is to move with the exploitation from the fault. The rock burst hazard assessment performed in the area ahead of the working face is studied with two factors: stress concentration coefficient and elastic strain energy density coefficient. The influence of the selected technological aspects of room-and-pillar mining exploitation system on rock burst hazard and rock burst prevention methods are discussed.

6

Wpływ czynnego uskoku na wyrobiska eksploatacyjne w warunkach kopalni węgla kamiennego

Walaszczyk J., Wiewiórka D.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 3

96--102

PL

Zaburzenia tektoniczne, a szczególnie uskoki mają szczególny wpływ na system podziemnej eksploatacji. Jako naturalne obiekty o potencjalnie wysokich możliwościach poślizgowych w fazie czynnej mogą intensywnie oddziaływać na obiekty podziemne, jak i naziemne oraz na ludzi, co jest szczególnie istotne w związku z bezpieczną eksploatacją surowców mineralnych. Wpływ uskoków na górnicze wyrobiska eksploatacyjne oraz możliwe skutki ich wzbudzenia jest szczególnie ważnym problemem w kontekście bezpieczeństwa pracy. W rejonie czynnego uskoku obserwuje się zjawiska wyładowania energii - zwanych w praktyce górniczej odprężeniami. Poślizg na uskoku jako skutek zerwania spójności na jego płaszczyźnie i towarzyszące mu zjawiska dynamiczne, można symulować z zastosowaniem dyskretnych modeli górotworu bazujących na metodach numerycznych. Wyniki symulacji prezentowane są jako zmienne w czasie przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia w wybranych punktach. Autorzy pracy postulują, by sygnały końcowe notowane w modelach traktować jako sumę sygnałów wyjściowych wszystkich układów elementarnych składających się na model. Zastosowano analizę, z zastosowaniem cyfrowego filtru dolnoprzepustowego z częstotliwością progową o wielkości ustalonej na podstawie analizy częstotliwościowej sygnału przemieszczeń i zastosowano w przetwarzaniu sygnału prędkości i sygnału przyspieszeń. W pracy zajęto się oddziaływaniem czynnego uskoku na wyrobiska eksploatacyjne w warunkach kopalń węgla kamiennego. Wariantowano w pracy wielkość zrzutu uskoku, a ponadto zatrzymywano eksploatację w skrzydle wiszącym w różnej odległości od uskoku. W wybranych punktach w modelu rejestrowano przemieszczenia poziome i pionowe, a następnie przeprowadzono ich analizę częstotliwościową. Z sygnału przemieszczeń po filtracji wyznaczano prędkości i przyspieszenia.

EN

Tectonic dislocations, especially faults, have a significant influence on the system of underground mining. As natural objects with potentially high sliding ability in the active phase, they may greatly influence both surface and underground objects as well as people, which is particularly important with regard to the exploitation of mineral resources. The influence of faults on excavations and the possible results of their activation are major problems connected with work safety. In the region of an active fault one can observe phenomena of energy discharge — known in mining terminology as distressing. A fault slide which is a result of the breach in the surface continuity and the accompanying dynamic phenomena, can be simulated by means of discrete models of rock mass based on numerical models. Simulation results are presented as displacement, velocity and acceleration in the selected points of the model. The authors postulate that the final signals noted in the models should be treated as a sum of the output signals of all elementary sets comprising a model. The data analysis was based on the use of low-pass filter with cut-off frequency determined on the basis of the frequency analysis of the displacement signal; the frequency analysis was then used in processing the velocity signal and the acceleration signal. This research concerns the influence of the active fault on the excavations in the conditions of a coal mine. Different size parameters of the throw of the fault were applied; and the exploitation of the hanging wall was halted at varied distances from the fault. In the selected points of the model horizontal and vertical displacements were noted; then an analysis of their frequency spectra was performed. After filtering, velocities and accelerations were recovered from the signals.

7

Strukturalne uwarunkowania rozwoju rzeźby Karpat zewnętrznych : nowe spojrzenie

Jankowski L., Margielewski W.

Przegląd Geologiczny

|

2014

|

Vol. 62, nr 1

29–-35

EN

The article presents a new concept of structural control on the Outer Carpathians relief. The Carpathians’ relief development originated in the stage of sedimentary basin deposition (e.g., gravitational positioning of fragments of rock massif), as well as in the compressional stage of the orogen formation, and, finally, in the stage of secondary tectonic deformation, such as: strike-slip faulting, radial extension, and great extensional collapse of the Carpathian massifs. The difference in elevation between the Beskidy Mts. and Carpathian Foothills belt is caused by the structural position of these segments of rock massifs within an accretionary prism formed during the compressional stage. The tectonic elements formed during the earliest stage of compression (Magura, Dukla and southern Silesian units forming the High Beskid zone) attain the highest structural and elevation position, whereas the elements included as the last ones to the accretionary prism (Sub-Silesian and Skole units) take a lower topographic position, forming the foothills belt. A concept that gravitational collapse generated back-thrusts and tectonic exhumation of the Carpathian massifs allows us to explain seemingly considerable erosional unroofing of the Carpathian surface, estimated at several kilometres. Alternating position of elevated and lowered mountain ridges (Bieszczady–Beskid Niski–Beskid Wyspowy–Beskid Makowski Mts.) can be explained by their association with a major strike-slip fault. Chaotic complexes frequently occurring in the Carpathians are very important for the relief transformation and development of river network (controlled not only by dislocations, but also by chaotic complexes), as well as for the presence of erosional remnants (isolated hills representing blocks in matrix).

8

Influence of mining operating conditions on fault behavior

Burtan Z., Zorychta A., Cieślik J., Chlebowski D.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 3

691--704

EN

This article concerns numerical modeling of the impact of mining operations on fault behavior, carried out on the basis of a calculation program based on the finite element method. The calculations and their graphic results related to the reactions of vertical discontinuity on the mining operations that run along its boundary under changing operating parameters, such as geometry of the field and direction of mining with respect to the fault, as well as the method of liquidation of the caving zone. The behavior of the fault was analyzed based on distributions in the plane of shear stress and slip, together with their range and energy dissipated due to friction. The results of numerical calculations made it possible to draw conclusions on the impact of faults and the impact of operating conditions of mining in their vicinity on the level of seismic hazard.

PL

W artykule w oparciu o program obliczeniowy bazujący na metodzie elementów skończonych przeprowadzono numeryczne modelowanie wpływu eksploatacji na zachowanie się uskoku. Obliczenia i ich graficznie rezultaty dotyczyły reakcji pionowej nieciągłości na prowadzoną wzdłuż jej granicy eksploatację górniczą przy zmieniających się parametrach eksploatacji, takich jak: geometria pola i kierunek wybierania względem uskoku oraz sposób likwidacji zrobów. Zachowanie się uskoku analizowano w oparciu o rozkłady w płaszczyźnie uskoku naprężeń stycznych i poślizgu wraz z ich zasięgiem oraz energię zdyssypowaną wskutek tarcia. Rezultaty obliczeń numerycznych pozwoliły na sformułowanie wniosków dotyczących oddziaływania uskoków oraz wpływu górniczych warunków eksploatacji w ich sąsiedztwie na wielkość zagrożenia sejsmicznego.

9

Charakterystyka węgla kamiennego występującego w strefach przyuskokowych

Godyń K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 4

45--53

PL

Praca w sposób przekrojowy przedstawia wyniki badań petrograficzno-stereologicznych, prowadzonych na materiale węglowym pobranym z pięciu górnośląskich pokładów węgla kamiennego. Materiał badawczy stanowią próbki pochodzące z takich miejsc w pokładach, w których procesy tektoniczne doprowadziły do powstania uskoków. Analizując szczegółowo skład petrograficzny próbek węgla, zwrócono uwagę na rodzaj i zawartość procentową substancji mineralnej towarzyszącej pokładom. W szczególności jednak śledzono charakter i zakres zmian strukturalno-teksturalnych węgla, powstających na skutek deformacji tektonicznych. Na podstawie otrzymanych rezultatów badań wskazano, że istnieje zależność między budową petrograficzną węgla a jego cechami strukturalnymi, ujawnionymi na skutek działania sił wytworzonych podczas formowania się uskoków. Wyniki badań są istotne nie tylko z poznawczego punktu, lecz również mogą przyczynić się do lepszego poznania stref osłabionych strukturalnie, potencjalnie skłonnych do wyrzutów, a co za tym idzie, pozwolą wzbogacić bazę danych dotyczącą profilaktyki przeciwwyrzutowej.

EN

This paper presents the results of comprehensive petrographic-stereological study performed on the coal samples from five hard coal deposits in Upper Silesia. These samples derive from specific spaces in the deposits, where tectonic processes led to fault occurrence. The detailed analysis of the petrographic composition of samples was aimed at the determination of the type and percentage of mineral matter which covers the deposits. However, special emphasis was put on the profile and range of the coal structural-textural changes which occur as the result of dislocations. On the basis of the obtain results it was indicated, there is a relationship between petrographic structure of the coal and its structural features exposed as the result of the forces generated during fault formation. The test results are important not only from the cognitive point of view, but they can also contribute to the discovery of structurally weaker zones with breakout tendency. Consequently, it may allow to update the database of breakout-proof prevention.

10

Wpływ nieciągłości tektonicznych na strukturę wewnętrzną węgla kamiennego pochodzącego z wybranych pokładów KWK Pniówek, Borynia-Zofiówka i Brzeszcze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Godyń K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (1)

215--227

PL

Węgiel kamienny pochodzący z pokładów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego odznacza się zróżnicowanymi cechami petrograficznymi. Parametry różnicujące tę kopalinę wiążą się również z oddziaływaniem zewnętrznych czynników tektonicznych na te formacje. Na obszarach pociętych uskokami węgiel ujawnia specyficzną osłabioną „odmienioną" budowę strukturalną. Taki przyuskokowy węgiel tworzy pokłady o podwyższonym stopniu ryzyka migracji gazów kopalnianych i w skutek znacznej porowatości, wykazuje zwiększoną pojemność gazową, jest więc obarczony podwyższonym ryzykiem zaistnienia zjawisk gazogeodynamicznych. Analizom poddano materiał węglowy z trzech metanowych („wyrzutowych") kopalni GZW (KWK Pniówek, Borynia-Zofiówka, Brzeszcze), z pokładów, w których stwierdzono występowanie lokalnych dyslokacji tektonicznych. Stosując analizy mikroskopowe wykonano ilościowy i jakościowy opis próbek węgla, uwzględniając grupy macerałów, rodzaj i stopień destrukcji struktury węgla. Przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące wpływu składu macerałowego na podatność węgla na powstawanie zniszczeń i deformacji w jego strukturze.

EN

The petrographic features of hard coal coming from the Upper Silesian Coal Basin (USCB) coal seams are very different. Additionally some differences among them are associated with the influence of external tectonic factors on these formations. The coal with specific, “altered” structure appears very often near tectonic disturbances. This “altered” and in consequence structure-weakened coal creates seams of elevated risk of mine gases migration, and – due to their high porosity – increased gas capacity. Therefore, in such locations there is a higher risk of some dangerous dynamic phenomena like outbursts. Coal material which was analyzed came from three so called “outburst“ mines from the USCB: Pniówek, Borynia-Zofiówka and Brzeszcze. The tested coal pieces were sampled from seams where local tectonic discontinuities occurred. A quantitative and qualitative description of the coal samples were performed by means of microscopic analysis. In the description maceral groups and type and degree of destruction of coal structure were taken into account. In the paper some preliminary results are presented with special consideration to the effect of maceral composition on the vulnerability of the coal formation and deformability of coal structure.

11

Modeling the impact of active fault on excavation chambers under conditions of Legnica Glogow Copper Area

Walaszczyk J., Wiewiórka D.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 1

307-314

EN

The paper presents selected issues related to computer modeling of dynamic phenomena in rock mass. There are examples of calculation results presented for the model, where the effects of the releasement of a large fault at different angles of inclination as with conditions found in the Legnica-Glogow Copper Area (LGOM) which have been observed. The illustration of these results are variable in time: displacement, velocity and acceleration, which are all noted at selected points of the model. To complement the picture of the rock mass behavior, observations due to changes in stress were performed, with particular emphasis on the stability of the pillars between chambers.

PL

W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia związane z komputerowym modelowaniem zjawisk dynamicznych w górotworze. Zaprezentowano przykładowe wyniki obliczeń dla modelu, w którym obserwowano skutki uwolnienia dużego uskoku przy różnych kątach jego nachylenia w warunkach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego LGOM. Ilustracją tych wyników są zmienne w czasie przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia w wybranych punktach modelu. Uzupełnieniem obrazu zachowania się górotworu są obserwacje zmian stanu naprężenia ze szczególnym naciskiem na stateczność filarów międzykomorowych.

12

Conditions of fault activation in the area of exploitation

Zorychta A., Burtan Z.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

509-519

EN

Exploitation of coal and copper ores in Poland quite often takes place in the areas of faults. It has been shown, that the exploitation close to the major tectonic disturbances may provoke high-energy tremors associated with activation of the faults and often resulting with rockbursts. Considering geomechanical model of the activation of the faults, it is assumed that this process is the result of the rock mass movement along the fault surface. Friction forces which occur at the fault plane provide the balance between the upthrow and downthrow. During the exploitation close to the fault, there is a change of stress at the fault plane and - as a result - the critical level is reached, while the rock masses move from the state of equilibrium to a state of unstable equilibrium. Sliding movement of the rock mass along the fault plane is associated with the activation of the fault. This movement, depending on the geomechanical parameters at the fault, may be stable or unstable, while the occurrence of unstable slide may result with the occurrence of tremors. The behavior of the fault presented in this paper and the resulting mathematical model allowed to define the conditions defining the possibility of activation of fault disturbances in the area of exploitation.

PL

Eksploatacja węgla kamiennego i rud miedzi w Polsce często prowadzona jest w rejonach uskoków. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że eksploatacja w pobliżu dużych zaburzeń tektonicznych może powodować wystąpienie, związanych z uaktywnianiem się uskoków, wysokoenergetycznych wstrząsów niejednokrotnie skutkujących odprężeniami i tąpnięciami. W rozważaniach dotyczących geomechanicznego modelu uaktywniania się uskoku przyjęto, że proces ten jest skutkiem ruchu mas skalnych po powierzchni uskokowej. Na płaszczyźnie uskoku występują siły tarcia, które zapewniają równowagę pomiędzy skrzydłami wiszącym i zrzuconym. W trakcie eksploatacji w sąsiedztwie uskoku na płaszczyźnie uskokowej dochodzi do zmiany stanu naprężenia, wynikiem czego osiągnięty zostaje poziom krytyczny, a masy skalne przechodzą ze stanu równowagi trwałej do stanu równowagi nietrwałej. Przejawiający się poślizgiem ruch masy na płaszczyźnie uskokowej jest utożsamiany z uaktywnieniem się uskoku. Ruch ten w zależności od parametrów geomechanicznych panujących na uskoku, może odbywać się w sposób stabilny lub niestabilny, a wystąpienie poślizgu o niestabilny charakterze, może skutkować zaistnieniem wstrząsu. Przedstawiony w artykule sposób zachowania się uskoku oraz wynikający z niego aparat matematyczny pozwolił na określenie warunków definiujących możliwość uaktywniania się zaburzenia uskokowego w sąsiedztwie prowadzonej eksploatacji.

13

Wpływ uskoku na rozkład wskaźników deformacji w dyskretnym modelu wpływów eksploatacji górniczej

Niemiec T.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 3-4

9-16

PL

Ruch pustki poeksploatacyjnej w górotworze można utożsamiać z inwersją wsypywania się rumoszu skalnego w przestrzeń po wybraniu pokładu kopaliny. Ponieważ wędrujące pustki mają skończone wymiary, a ich ruchy są przypadkowe, przebieg licznych, zdefiniowanych w artykule wskaźników deformacji ma charakter stochastyczny. Lokalne, odmienne zdefiniowanie prawdopodobieństwa ruchu pustek (uskok w górotworze), skutkuje anomaliami w rozkładach wskaźników deformacji.

EN

The movement of a post-extraction void can be identified with the inversion of getting of rock debris into the space after mineral deposit extraction. Because migrating voids have finite dimensions, and their movements are accidental, the course of numerous, defined in the article indices has a stochastic character. Local, differently defined probabilities of void movement (fault in the rock mass), result in anomalies in the deformation indices distributions.

14

Struktury odmienione węgla kamiennego w strefach zaburzeń tektonicznych – propozycja klasyfikacji

Godyń K.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

11--29

PL

W kopalniach węgla kamiennego, w bezpośrednim sąsiedztwie uskoków występują strefy silnie narażone na zaistnienie niekontrolowanych zjawisk gazogeodynamicznych. Jest to spowodowane specyficzną, odmienioną budową wewnętrzną węgla znajdującego się w strefie zaburzonej tektonicznie – przyuskokowej. W pracy dokonano szczegółowego opisu tych wewnętrznych zaburzeń strukturalnych w węglu, rodzaju i stopnia tych zmian. Do badań wykorzystano metody: mikroskopii w świetle spolaryzowanym, odbitym oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM EDX). Dokonano również pomiarów mikrotwardości węgla w różnym stadium degradacji struktury wewnętrznej. Do tego celu posłużono się mikrotwardościomierzem wykonującym pomiary twardości metodą Vickersa. Na podstawie tych badań dokonano ujednolicenia klasyfikacji takiego „odmienionego strukturalnie” węgla a także określono jego podatność na możliwość inicjacji wyrzutów w kopalniach węgla kamiennego.

EN

In hard coal mines, in the direct vicinity of faults, there exist areas particularly prone to occurrence of uncontrollable gas-geodynamic events. The existence of these areas is due to a specific, nonstandard internal structure of coals present in a tectonically disturbed (i.e., near-fault) zone. The paper provides a detailed description of these internal distortions in coal, as well as of the type and degree of these alterations. For the purpose of the research, the following methods were used: polarized light microscopy, reflected light microscopy, and scanning electrone microscopy (SEM) with an EDX adapter. Also, measurements of microhardness of coal were performed, for various stages of its internal structure damage. To this end, a microhardness tester making use of the Vickers method was applied. The results of the studies served as a basis for standardizing “structurally altered” coals, and helped to determine their susceptibility to a possibility of outburst initiation in hard coal mines.

15

Zagrożenia osuwiskowe w Zakładzie Górniczym KWB Bełchatów w trakcie prowadzenia eksploatacji w najgłębszej części złoża, w rowie II rzędu

Sędor A., Czarnecki L.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 2

519-526

PL

W artykule przedstawiono zagrożenia osuwiskowe występujące w trakcie prowadzenia eksploatacji w rowie II rzędu, tj. w najgłębszej części złoża Bełchatów. Omówiono główne tektoniczne granice struktury oraz ich wpływ na bezpieczeństwo robót górniczych. Artykuł zawiera dokładną charakterystykę strefy uskokowej tzw. uskoku północnego brzeżnego (UNB nr 2), udokumentowaną w trakcie prowadzenia eksploatacji. Zrzut uskoku notowany w podłożu mezozoicznym wynosi od 60 do 200 m. Charakter strefy ulega zmianie od rozległej fleksury do szeregu powierzchni uskokowych o zróżnicowanym kącie i kierunku upadu. Ciekawym elementem tej strefy są pojawiające się coraz częściej powierzchnie nasunięć zlokalizowane po północnej stronie uskoku. Drugim istotnym elementem scharakteryzowanym w artykule jest blok skał mezozoicznych budujących południowy brzeg rowu Kleszczowa. Strefa ta zwana blokiem paleoosuwiskowym (BP) zlokalizowana jest na południowym uskoku brzeżnym Rowu Kleszczowa tzw. USB nr 1. Blok paleoosuwiskowy ma długość około 1700 metrów i jest prawdopodobnie szeregiem bloków przesuniętych ku północy poza górną krawędź uskoku USB nr 1 na odległość około 140 metrów w efekcie starych osuwisk. Szacunkowa objętość BP wynosi około 118 mln m3 przy udokumentowanej miąższości 260 metrów. W granicach BP wykartowano do tej pory 11 mniejszych bloków zalegających w obrębie osadów trzeciorzędowych. Przedstawiono wyniki dotychczasowych prac terenowych zmierzających do rozpoznania deformacji wewnętrznych BP. Zwrócono uwagę na praktyczny aspekt rozpoznania struktur powodujących wewnętrzną anizotropię bloku, jako elementu niezbędnego dla prawidłowego planowania i bezpiecznego prowadzenia robót górniczych.

EN

In this article described landslide hazards occur while mine technology for extraction in II order graben, the deepest part of the brown coal deposit Bełchatów. Discussed major tectonic structure have influence to safe mine extraction. The article contains precise characteristic fault line called "North border fault line" (UNB no. 2) documented while mine extractions. Drop has been recorded in the Mesozoic substratum and amount 60 to 200 meters. The style of zone is varied from expansive flexure to series fault lines varied angle and dip direction. Interest aspect of this zone is appearing more often imply surfaces in the north side of fault line. The second important aspect described in this article is block of Mesozoic rock which is building south border Kleszczow graben. The zone called paleolandslide block (BP) is locating in the south border fault line Kleszczow graben called USB no. 1. Paleolandslide block is 1700 meters long and it is probably blocks group move to the north board fault line USB no. 1 about 140 meters bring about old landslide. Estimate volume BP is 118 mln m3 with documented depth 260 meters. In the board BP charted 11 lower block group deposit in the Tertiary sediments. Described results previous field work driving to better knowledge deformations inside BP. It was taken note of practical aspect recognition structure cause steady inside block as necessary element to right planning and safe mining extraction.

16

Charakterystyka zmian właściwości skał karbońskich w strefach tektoniki nieciągłej w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym

Bukowska M., Ćmiel S.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 2

111-119

PL

W rejonie stref uskokowych w GZW stwierdza się zmiany wartości wielu parametrów fizycznych, chemicznych i technologicznych węgli i skał otaczających pokłady, nawet na dużych głębokościach. Wtórne zmiany niektórych właściwości skał formacji węglonośnej górnego karbonu w strefach nieciągłości są wynikiem różnych procesów, w tym epigenetycznych jako wynik wietrzenia skał i przeobrażeń termicznych. Strefy dyslokacji tektonicznych, w wyniku udrożnienia górotworu, stają się drogą migracji wód i gazów, w składzie których, w strefach infiltracji, dominuje tlen i azot, które sprzyjają procesom wietrzenia skał. Znajomość zmian właściwości skał w strefach uskokowych jest istotna z uwagi na występowanie zagrożeń naturalnych w górotworze spowodowanych eksploatacją górniczą oraz z powodu trudności w utrzymaniu wyrobisk górniczych w tych strefach. Na przykładzie uskoku kłodnickiego i bytomskiego scharakteryzowano zmiany niektórych właściwości fizyko-mechanicznych węgla i skał płonnych w miarę zbliżania się do płaszczyzn uskokowych. Należą do nich: wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie skał otaczających pokład 507 w KWK Bobrek-Centrum oraz pokład 416 w KWK Wujek oraz mikrotwardość i stopień spękania węgla. Wykazano zmiany piaskowców wyrażające się między innymi obniżeniem wytrzymałości na ściskanie w bliskim sąsiedztwie uskoków, w odległości do kilku metrów od powierzchni uskokowej, do kilkuset procent. W porównaniu ze skałami otaczającymi, degradacyjne zmiany parametrów jakościowych węgla, w tym mikrotwardości, stopnia spękania i gęstości występują na mniejszym odcinku od płaszczyzny uskoku, co wynika z właściwości węgli - ich struktury i tekstury. W płaszczyźnie uskoku mikrotwardość maleje w znacznym stopniu, natomiast stopień spękania poszczególnych ziaren kilkakrotnie rośnie. W artykule zwrócono uwagę, że problem destrukcji skał w strefach uskokowych i wpływu na zagrożenia naturalne w górotworze w aspekcie projektowania i prowadzenia bezpiecznej i jednocześnie racjonalnej eksploatacji nie jest uwzględniony wprost w przepisach wykonawczych do Prawa geologicznego i górniczego.

EN

Within fault zones in the USCB there can be noticed changes of values of numerous physical, chemical and technological parameters of coals and rocks surrounding beds, even at great depths. Secondary changes of some properties of rocks of carboniferous formation of the Upper Carboniferous within non-continuous zones are results of various processes including epigenetic ones resulting from rocks weathering and thermal modifications. Zones of tectonic dislocations become the routes of migration of water and gases containing oxygen and nitrogen in infiltration zones that are favorable to weathering processes, what is the result of rock mass unblocking. The knowledge of rocks properties in dislocation zones is essential because of existence of natural hazards in rock mass that result from exploitation as well as considering difficulties in maintenance of mine workings within such zones. Changes of some physical and chemical properties of coal and barren rocks with approaching to fault surface have been characterized on the basis of kłodnicki and bytomski faults. The characterized properties are as follows: uniaxial compression strength of rocks surrounding the bed 507 in the Bobrek-Centrum mine and bed 416 in the Wujek mine as well as micro-hardness and degree of coal fracturing. There are shown changes of sandstones consisting among others in decrease of compression strength in the vicinity of faults. The decrease equals to several hundred per cent in the distance of several meters from the fault surface. In comparison to surrounding rocks changes of qualitative parameters of coal including its micro-hardness, degree of fracturing and volumetric density occur at smaller distance from the fault surface what is the result of coals properties - their structure and texture. The micro-hardness decreases essentially within the fault surface and the degree of fracturing of each grain increases several times. In the article it is noticed that the issue of rocks destruction in fault zones and influence on natural hazards in a rock mass in the aspect of designing and conducting of safe and rational exploitation is not included straight in the executive regulations of the Geological and mining law.

17

Analiza stanu zagrożenia sejsmicznego w polu XVII/1 O/ZG "Rudna" w aspekcie możliwości uaktywnienia się stref uskokowych

Burtan Z., Zorychta A., Chlebowski D.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 3-4

75-81

PL

W artykule omówiono stan zagrożenia sejsmicznego i tąpaniami w polu XVII/1 O/ZG "Rudna" w trakcie prowadzenia robót górniczych w obszarze o złożonej budowie geologicznej i wygasającej tektonice. Wobec zauważalnego związku przyczynowego miedzy lokalizacją ognisk rejestrowanych zjawisk sejsmicznych i przebiegiem stref uskokowych podjęto próbę oceny możliwości uaktywnienia się uskoków przebiegających w obrębie pola, w aspekcie generowania wysokoenergetycznych wstrząsów górotworu.

EN

The state of seismic and bump hazard in the panel XVII/1 O/ZG Rudna in course of mining in the region of complex geologic structure and subsiding tectonics is discussed. Because of noticeable causal connection between registered seismic phenomenon sources and fault zones run, an attempt was made to asses possibility of activation running within the panel faults and generation of high energy rock mass tremors. It has been suggested that GIS technology should be suitable.

18

Opis stopnia deformacji struktury skalnej przy wykorzystaniu metod stereologii i analizy obrazu

Godyń K., Młynarczuk M., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

51--66

PL

Na skutek ruchów tektonicznych w górotworze powstają pęknięcia i przemieszczenia mas skalnych wzdłuż nowopowstałej powierzchni – tzw. powierzchni uskokowej. W strefie takiej zwykle pojawiają się deformacje strukturalne, widoczne niekiedy w skali makro, ale częściej dostrzegalne wyłącznie w skali mikro, przy użyciu różnego typu mikroskopów. W pracy badano takie właśnie zdeformowane, przyukokowe struktury skalne. Próby do badań pobrano z rejonów, w których stwierdzono występowanie uskoków tektonicznych. Były to piaskowce fliszu karpackiego, wapienie jury krakowsko-częstochowskiej oraz skały towarzyszące węglom kamiennych z kopalni Pniówek. Do badań wykorzystano zgłady i szlify cienkie, które analizowano przy użyciu mikroskopu polaryzacyjnego do światła odbitego i przechodzącego. Stosowano powiększenia 50-500×, immersję olejową oraz metody fluorescencyjne. Przeprowadzono analizy stereologiczne, w trakcie których posłużono się zarówno standardowymi metodami ilościowymi a także wykorzystano techniki automatycznej analizy obrazu. Prowadzone badania pozwoliły rozwinąć metodę ilościowego opisu stopnia deformacji struktur skalnych w rejonach uskoków tektonicznych. W badaniach opisano w sposób ilościowy zawartość spękań w skałach przyuskokowych, w stosunku do skał oddalonych od tych stref.

EN

Tectonic movements give rise to fracturing of the rock strata, as the result rock masses are displaced along newly-formed surfaces, forming so called faulted, or geologically disturbed, zones. In those zones structural deformations tend to appear, sometimes visible in the macro-scale, otherwise seen only in the micro-scale, under microscopes of various types. Testing was done on thus modified rock features in the geologically disturbed regions. Rock specimens were collected in the areas where tectonic faults were registered. These rock features include sandstone of the Carpatian flysch, limestone in the Jurassic features and rocks accompanying the hard coals in the colliery Pniówek (Poland). Testing was done on polished sections and thin profiles, analysed using a polarisation microscope in the reflected and passing light. The applied enlargement was 50-500×, combined with oil immersion and fluorescent methods. Stereological analyses were performed by the standard quantitative methods as well as the automatic image processing techniques. The research program helped develop the method of quantitative description of rock deformations in tectonically disturbed regions. It was found out that rocks in the disturbed regions exhibit more fracturing than rocks in more distant regions.

19

Wpływ wybranych parametrów geomechanicznych na kształtowanie się przemieszczeń i naprężeń pionowych w sąsiedztwie uskoku

Chlebowski D.

Przegląd Górniczy

|

2009

|

T. 65, nr 1-2

1-7

PL

Omówiono podstawy teoretyczne oraz główne założenia metody określania stanu przemieszczeń i naprężeń w otoczeniu zaburzenia uskokowego [1, 8], opartej na modelu walcowego zginania płyt spoczywających na podłożu odkształcalnym. Oddziaływanie uskoku opisano siłą poprzeczną przyłożoną na powierzchni nieciągłości, natomiast z uwagi na specyfikę złoża wielopokładowego w rozwiązaniu uwzględniono nierównomierność rozkładu obciążeń statycznych opisujących wpływ różnego rodzaju zaszłości eksploatacyjnych. Artykuł prezentuje możliwości aplikacyjne opracowanej metody analitycznej. Na bazie skonstruowanego programu komputerowego przeprowadzono kilka przykładowych obliczeń numerycznych, mających na celu ilustrację wpływu wybranych czynników naturalnych, a także schematów obciążeń zewnętrznych na kształtowanie się przemieszczeń i naprężeń w pokładzie narażonym na oddziaływanie strefy uskokowej. Wykorzystując uśrednione wartości parametrów geomechanicznych górotworu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wyznaczono i poddano analizie przebiegi zmienności współczynnika przemieszczeń oraz koncentracji naprężeń pionowych w funkcji odległości od zaburzenia uskokowego.

EN

Theoretical basis as well as main method assumptions of the thrusts and stresses state in the neighbourhood of the fault [1, 8], based on the model of bending of plates resting on the deformed subsoil to a cylindrical surface, is discussed. Interaction of the fault is described by transverse force applied to the surface of discontinuity, however because of the multiseam deposit specific irregularity of static loads distribution describing influence of various exploitation events, has been taken into consideration. Application possibilities of the developed analytical method are presented. Basing on the worked out computer program a few exemplary numerical calculations are made to illustrate influence of selected natural factors, and also schemes of outer loads influencing formation of thrusts and stresses in a seam exposed to the influence of the fault zone. Using the average values of geo-mechanical parameters of GZW (Upper Silesian Coal Basin) rock mass [3] the changeability of the trust index and concentration of vertical stresses as a function of the distance from the fault are determined and analyzed.

20

Vertical stress of the pleistocene continental glaciers and its hypothetical evidence in present relief of northern Europe

Ber A.

Polish Geological Institute Special Papers

|

2009

|

Vol. 25

7-12

EN

The present morphology of northern Europe was undoubtedly shaped by neotectonics connected with a structural plan of the old basement and activated by particular Pleistocene ice sheets along parallel and meridional relaxed and fractured zones. These zones were mainly formed at the lithologic boundaries between structural units of different density. Parallel and meridional faults, activated during Pleistocene as a result of glacioisostasy (loading and unloading by advancing and retreating ice sheets) marked present surface as blocks or polygons in a whole glaciated territory, however, within the limit of the Last (Vistulian) Glaciation there are predominating elevations of the interlobate moraines named glaciotectonic insular heights (GIH).

PL

Na ukształtowanie powierzchni północnej Europy miały wpływ neotektonika i plan strukturalny (systemy uskoków) głębokiego podłoża, aktywizowany przez pionowe naciski kolejnych transgredujących lądolodów. Nowe uskoki powstawały na granicach skał o różnej litologii. Naciski pionowe lądolodów doprowadziły do powstania dobrze widocznych we współczesnej rzeźbie obszarów zlodowaconych bloków morenowych lub poligonów. W obrębie zasięgu ostatniego zlodowacenia w topografii bloków morenowych uwarunkowanych tektonicznie dominują wysoko wyniesione moreny międzylobowe.