The classification of gas and rock outburst hazard based on the volatile content of coalis assessed. The complexity of gas and geodynamic hazards, and of the geological and mining conditions of the Upper Silesian Coal Basin, make it difficult to effectively assess the gas androck outburst. Safe mining operations in coal seams prone to outbursts should be based on specified analyses of gas, geological and mining conditions, and consider the coal characteristics, including the volatile content and sorption properties. An original method for determining the adsorption isotherm is described: it allows for more precise determination of methane pressure, and of the possibility of gas accumulation at higher pressures. A coal classification is developed based on the volatile content(Vdaf) in relation to the possibility of a gas-geodynamic phenomenon.
W artykule przedstawiono aktualny (4 lata po wyrzucie gazów i skał w O/ZG Rudna) stan rozpoznania tego zagrożenia oraz omówiono podejmowane środki organizacyjne i techniczne pozwalające na jego ocenę.
EN
The gas and rock breakout which occurred in 2009 at the Branch Mine "Rudna" has motivated the Mine authorities to undertake a number of measures focused on identifying the scale, propagation and intensity of the hazard, as well as several other numbers for preventive minimisation of the threat. This paper discusses, among others, the evaluation of the breakout hazard for the last four years since the breakout, the results of the geophysical surveys completed at the time, and the exploratory boreholes drilled to investigate the gas zones. Conclusions are made from the analysis which indicate that the gas outflows (of mainly nitrogen at over 90% with up to 5% of methane) are found only in 10% of the boreholes drilled in the direction of geophysically surveyed gas traps at the areas of tectonic interruptions and red clay limestone elevation zones. Based on the experience to date, a conclusion can also be made that surveying rock formations by seismic (tomographic) imaging for the purpose of exploratory operations and complemented with drilling can be an effective tool for ongoing monitoring of geodynamic gas hazards.
Artykuł przedstawia analizę przepisów w wybranych krajach, dotyczących podstaw i sposobu kategoryzacji zagrożeń wyrzutami gazów i skał. W jej wyniku stwierdzono, że przepisy w krajach europejskich i Chinach są do siebie podobne. Podobieństwo to dotyczy dążenia do maksymalnego sformalizowania nakładanych wymogów kategoryzacji, łącznie ze wskazaniem stosowanych parametrów kryterialnych i ich wartości. W opozycji do nich pozostają przepisy amerykańskie i australijskie, które ujednolicone podejście do zarządzania ryzykiem wyrzutu uznają za niewłaściwe, dając jedynie zarys tego, jakie elementy muszą być w nim uwzględnione.
EN
The article presents an analysis of the regulations on the grounds and methods of classification of the risks of outbursts of gases and rocks in selected countries. The analysis shows that the regulations in European countries and in China are similar. This similarity concerns the drive towards a maximum formalisation of the imposed classification requirements, including the indication of relevant criteria parameters and their values. The American and Australian regulations are in opposition and consider an uniform approach to the outburst risk management to be inappropriate, giving only an outline of the elements that must be taken into account.
W artykule, na podstawie modelowania w skali 1:1 metodą spoistych modeli cząstkowych (BPM), omówiono zmiany makroporowatości w kręgach pomiarowych o średnicy 3,5 m, położonych kolejno od czoła przodka wyrobiska korytarzowego w czasie drążenia, o wysokości 3,5 m, do odległości 17 m od przodka w głąb calizny pokładu. Stwierdzono, że w strefie wgłębnej (7-17 m od czoła przodka) następuje systematyczne zmniejszanie się makroporowatości (wzrost gęstości) - do około 7% w stosunku do wartości pierwotnej w okresie bezpośrednio poprzedzającym dynamiczną część wyrzutu, po czym we wszystkich kręgach badanego odcinka pokładu następuje w przybliżeniu jednakowy wzrost mikroporowatości (zmniejszenie się gęstości) związane ze stopniowym rozpadem calizny pod wpływem ciśnienia gazu wolnego oraz sił wynikających z szybkiej desorpcji metanu z węgla. Zjawisko przejściowego wzrostu gęstości węgla w strefie pozaprzodkowej jest tłumaczone przez autora - przedostawaniem się do tego rejonu pokładu silnie sprężonego gazu szczelinowego.
EN
In this article, on the basis of modeling in the scale of 1:1, making use of the method of bonded particle models, changes in macro porosity in measurement circles of 3,5 m in diameter have been found. The circles have been situated in turn from the working face of the dog heading during its driving, the headroom of 3,5 m, up to the distance of 17 m from the working face deep inside the body of coal. It has been stated that in the inside-zone (7-17 m form the working face) the decrease in macro porosity appears (increase in density) - up to about 7% in relation to its initial value in the period of directly preceding the dynamic part of the outburst. After that in all circles of the tested seam part appears approximately similar increase in macro porosity (decrease in density) related to gradual decomposition of coal under the influence of free gas pressure and the strengths forces due to quick desorption if methane from coal. The phenomenon of temporary coal density increase in off-forehead zone is explained by the author as a result of strongly pressured slotted gas penetration to this part of the seam.
Złoże węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym jest wielopokładowe. Odległość między pokładami w wielu przypadkach jest nieznaczna. W tych warunkach występują tąpnięcia, polegające wyrzuceniu skały płonnej ze spodku (spągu) do wyrobiska w rezultacie dynamicznego odkształcenia węgla w pokładzie niżej zalegającym. W oparciu o analizę geologiczno-górniczych warunków występowania tąpnięć w latach 1976-2007 oraz przy uwzględnieniu parametrów wytrzymałościowych węgla i skał otaczających oraz cyklotemu sedymentacyjnego złoża w GZW określono kryteria występowania tego zagrożenia.
EN
Hard-coal deposit in Upper-Silesian Coal Basin (USCB) is multi-seam. In many cases, distance between seams is insignificant. In these conditions, outbursts occurs, being a rock burst of barren rock from the stone floor (footwall) into roadway, as a result of dynamic coal deformation in a seam laying beneath. On a basis of geological-mining analysis of conditions of outbursts occurrence in years 1976-2007, and regarding strength parameters of coal and surrounding rocks, as well as cyclic sediment deposit in USCB, criteria of occurrence of this hazard were defined.
Zjawiska gazogeodynamiczne, charakteryzujące się wyrzutami węgla, skał i gazów, są jednymi z najbardziej skomplikowanych zagrożeń naturalnych w górnictwie, w tym również w kopalniach węgla kamiennego na Górnym Śląsku. Dotychczas, mimo intensywnych badań, nie zostały w pełni rozpoznane przyczyny ich powstawania i możliwości prognozowania. Na podstawie wyników badań pokłady węgla w kopalniach "Pniówek" i "Zofiówka", w których zaistniały dwa silne wyrzuty, zostały ocenione jako nieskłonne do występowania wyrzutów gazów i skał oraz niezagrożone wyrzutami. W artykule przedstawiono analizę zjawisk gazogeodynamicznych w aspekcie uwarunkowań strukturalnych, tektonicznych i temperaturowych. Silne zjawiska gazogeodynamiczne zaistniały w utworach karbonu na głębokości 720 m w zasięgu grzbietu Pawłowic w obszarach spękań i szczelin towarzyszących małym uskokom w strefach zakończenia ich biegu, w którym w przeszłości, po okresie karbonu, wystąpiły wysokie temperatury.
EN
Gaseous-geodynamical phenomena, characterising with coal, rocks and gases outbursts, are ones of most complicated natural hazards in mining, including also hard coal mines of Upper Silesia. Despite of intensive researches, the reasons of their occurrence and possibilities of their forecasting were not fully recognised so far. On the basis of results of investigations, the coal seams in mines "Pniówek" and "Zofiówka", in which there occurred two strong outbursts, were assessed as not liable to occurrence of gases and rocks outbursts, as well as not outburst-hazardous. In the paper, an analysis of gaseous-geodynamical phenomena was presented in an aspect of structural, tectonic and temperature conditions. Strong geodynamical phenomena appeared in carboniferous formations at the depth of 720 m in the range of Pawłowice ridge in areas of fractures and fissures accompanying little faults in zones of end of their course, in which high temperatures had occurred in the past after carboniferous period.
W latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia podjęto próby wykorzystania wybranych metod radiometrycznych do wspomagania prognozy wystąpienia wyrzutów skał i gazów w wałbrzyskich kopalniach węgla kamiennego (Lebecka i inni 1988, 1990, 1991). Przez analogię do metody przewidywania trzęsień ziemi na podstawie zwiększonego wydzielania radonu z wód podziemnych, postawiono hipotezę o zmienności emanacji radonu w pokładach zagrożonych wyrzutami. Opracowano metodykę prowadzenia obserwacji zmian stężenia radonu w górotworze z wykorzystaniem aparatury, jaką w tym czasie dysponował Główny Instytut Górnictwa. Na podstawie wyników pomiarów stwierdzono, że zmiany stężenia radonu w górotworze zależą od poziomu zagrożenia wyrzutowego. Zaobserwowano, że przed wyrzutem następował gwałtowny spadek stężenia radonu, natomiast po wyrzucie stężenie stosunkowo szybko wzrastało. Związek między zmianami stężenia radonu a zagrożeniem wyrzutami, najlepiej uwidaczniał się, jeśli był przedstawiony w funkcji postępu przodka. Rezultaty badań były na tyle obiecujące, że rozpoczęto obserwacje zmian stężenia radonu w kopalniach miedziowych i węglowych w strefach zagrożonych tąpaniami. W tym przypadku korelacja występowania obu zjawisk była mniej wyraźna. Analiza wyników prowadzonych dotychczas badań, skłania do podjęcia obserwacji zmian stężeń radonu w górnośląskich kopalniach węglowych zagrożonych wyrzutami. W Głównym Instytucie Górnictwa znajduje się nowa, doskonalsza aparatura, umożliwiająca ciągłe pomiary radonu. Możliwe, że uda się opracować "radonowy wskaźnik wyrzutowości", wspomagający inne metody przewidywania wystąpienia groźnych zjawisk geodynamicznych.
EN
In 80's and 90's of twentieth century research activity toward an application of radiometric methods for supporting of outbursts' prediction in Lower Silesian mines has been undertaken. It was stimulated by an analogy to application of radon changes in water and soil gas for earthquakes, therefore a hypothesis was created, that similar phenomena may occur in coal seams before and during outbursts of gas and coal. In the Laboratory of Radiometry of the Central Mining Institute a technique of radon measurements in boreholes has been developed and applied for his purpose. An analysis of results showed that changes of radon concentration in the strata were correlated with the level of an outburst's hazard. Prior to the outburst a rapid decrease of radon concentration was often observed, while radon level grew quickly after the release of gas and coal. The best correlation between radon changes and outbursts' occurrence obtained when radon changes were shown as a function of the heading advance. Results of these investigations were very promising, therefore investigations of possible connections of radon changes and tremors have been started in coal and copper mines in Poland. In this case results and correlation weren't very clear and significant. In the meantime, Lower Silesian collieries have been abandoned and no further investigations were possible. Due to increase of outburst hazard in some of Upper Silesian coal mines is the inspiration for further investigations in these collieries. The Central Mining Institute has got a modern instrumentation for continuous measurements of radon concentration in the strata. Therefore we hope that it would be possible to develop a "radon outburst's indicator" to support other methods of prediction of very dangerous geodynamic phenomena.
Dane pomiarowe kopalnianych służb ds. zwalczania zagrożenia wyrzutami gazu i węgla zawierają dziesiątki tysięcy informacji. Ich pełne wykorzystanie nie jest możliwe bez użycia odpowiedniego oprogramowania. Artykuł przedstawia informacje o zbudowanej bazie danych wyrzutowych, umożliwiającej obróbkę statystyczną wyników pomiarów oraz przygotowywanie raportów dotyczących zmian stanu zagrożenia wyrzutowego. Wydaje się, że systematycznie prowadzona baza danych wyrzutowych może być bardzo użytecznym narzędziem w rękach służb przeciwwyrzutowych.
EN
The measurement data of the mine's service units for combating gas and coal outburst hazard contain tens of thousands of information details. No full utilization of theirs is possible without the application of an adequate software. The article presents information on the established burst phenomena data base that enable statistical processing of measurement results and preparation of reports pertaining to variations in the outburst hazard condition. It appears that a systematically developed burst phenomena data base may be a very useful tool in the hands of burst combat service units.
Publikacja podejmuje problem zakresu występowania i klasyfikacji zagrożeń wyrzutami gazó i skał w zakładach górniczych Górnośląskiego i Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego. Powołując się na Rozporządzenie Ministra Przemysłu i Handlu z dnia 14.04.1995 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych, przedstawiono zakres wymaganej prognozy regionalnej oraz lokalnej zagrożeń wyrzutowych.
EN
The publication undertakes the question of the range of occurrence and classification of gas and rock burst hazards in mining operation units of Upper and Lower Silesian Coal Areas. Pursuant to the Ordinance of the Minister of Industry and Trade of I4.04.1995 on Health and Work Safety in Mining Operation and Specialistic Fire-fighting Protection in Underground Mining Operations presented is the scope of the required regional and local prognostications for the hazards.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.