Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling of land subsidence caused by salt cavern convergence applying Knothe’s theory

Hejmanowski R., Malinowska A. A., Kwinta A., Ulmaniec P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 2

87--94

EN

It has been years since Knothe’s theory was used for modeling deformations and strains generated in the rock mass and on the surface for various types of raw minerals, salt including. The qualitative congruence of the Knothe’s model with the observed form of subsidence in the salt mine areas can be proved in all places where such observations were made. In Poland, subsidence troughs accompanying salt domes are monitored in Wieliczka, Bochnia, Kłodawa and Sieroszowice. Based on many years’ surveys in the Wieliczka mine proper mathematical model, calculation algorithm and parametrization method could be selected. The usability of theoretical formulas originally written for coal beds was verifi ed on the example of a historical salt mine. The present functionality of modifi ed Knothe’s model was shown for salt rock on the example of predictions of vertical deformations and strains in the „Wieliczka” Salt Mine.

2

Deformacje powierzchni terenu w aspekcie wycieku „Mina” w Kopalni Soli „Wieliczka”

Ulmaniec P., Paraszczuk K., Malinowska A., Hejmanowski R.

Przegląd Solny

|

2017

|

T. 13

15--23

PL

Naruszenie granicy złoża w poprzeczni Mina na IV poziomie kopalni skutkowało ujawnieniem się wycieku, a w kwietniu 1992 roku wdarciem wód. Spływ wód spowodował wykształcenie leja depresji i zjawisko sufozji. Woda wymywała materiał skalny, udrażniając i tworząc system szczelin oraz pustek, cyklicznie wypełniający się i opróżniający. Skutkiem tego procesu były pojawienie się niecki osiadań, a długotrwały drenaż utworów wodonośnych spowodował wyniesienie dużych ilości drobnego materiału skalnego. Zamknięcie wycieku w 2007r. spowodowało proces przywracania naturalnych warunków hydrogeologicznych. Skutkiem tego procesu było pojawienie się wypiętrzeń na powierzchni terenu. Wpływy obu tych procesów były od początku obserwowane w ramach badania deformacji powierzchni i górotworu metodami geodezyjnymi ale także przez pomiary zwierciadła wody w piezometrach. Analiza i interpretacja wyników tych badań doprowadziły do szeregu bardzo istotnych spostrzeżeń i wniosków. W niniejszym artykule przedstawiono tło obserwowanych zjawisk i wyniki wspomnianych.

EN

The mining operation close to the salt deposit boundary at Mine 4’s level resulted in water leakage the introduction of water (April 1992). Water flow caused the depression cone and mechanical suffosion on the terrain surface. Water washed out the rock material creating a system of gaps and voids. The result of this process was development of subsidence troughs, and long-term drainage of aquifers. Closing the water leak in 2007 caused the process of restoring natural hydrogeological conditions. The result of this process was the terrain uplift. The effects of both these processes were observed from the beginning as part of the surveying of terrain surface and rock deformation. The hydrological measurements of the water table in piezometers was also provided. The analysis and interpretation of the results of these studies has led to a number of very important observations and conclusions. This article presents the background of the observed phenomena and the premises for the future.

3

Przestrzenna analiza międzypoziomowej migracji pustki poeksploatacyjnej w ujęciu probabilistycznym

Malinowska A., Guzy A., Ulmaniec P., Hejmanowski R.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 1

68--77

PL

W przypadku kopalń soli problem zachowania bezpieczeństwa w rejonie wyrobisk komorowych i na powierzchni terenu jest niezwykle złożony. Na przebieg procesu deformacji w górotworze solnym mają wpływ zarówno własności geomechaniczne różnych typów soli, jak i cały szereg czynników górniczych, geologicznych i hydrogeologicznych wpływających na potencjalne ryzyko wywołania zapadlisk czy deformacji ciągłych na powierzchni terenu. Przy tak złożonym zagadnieniu zasadnym i optymalnym rozwiązaniem wydaje się być wykorzystanie Systemów Informacji Geograficznej (GIS), które umożliwiają integrację wielu czynników i pozwalają na wyłonienie stref o szczególnym zagrożeniu zapadliskowym. Analizy przestrzenne zrealizowane w GIS pozwoliły na wyłonienie rejonów, w których wzajemny układ komór jest niekorzystny i w których wytężenia górotworu solnego mogłyby prowadzić do znacznego zaciskania się wyrobisk komorowych. W rejonach tych istnieje prawdopodobieństwo międzypoziomowej migracji pustki z poziomów niższych do wyższych. W badaniach opracowano koncepcję zintegrowanego systemu oceny zagrożenia złoża solnego opartego o funkcjonalność analityczną GIS w ujęciu estymacji prawdopodobieństwa międzypoziomowej migracji pustki poeksploatacyjnej.

EN

The problem of safety in historic salt mines is an extremely complex issue. The process of deformation in rock masses related not only to geomechanical properties of different types of salt, but also a whole range of mining, geological and hydrogeological factors affecting the potential risk of causing sinkholes or continuous deformation on the surface. With such a complex issue a reasonable and optimal solution seems to be the application of Geographic Information Systems (GIS), which support the integration of multiple factors. Spatial analysis carried out in GIS enables detection of the areas with unfavorable chambers distribution that could lead to increase strains in rock mass and significant tightening of the excavation chamber. In those areas there is a likelihood of cross-level void migration from low to high levels. A new concept of an integrated system of risk assessment salt deposits based on the analytical functionality of GIS in terms of the probability of cross-level void migration has been presented.

4

Analiza ruchów powierzchni terenu wynikających z konwergencji komór solnych przy wykorzystaniu zobrazowania radarowego satelity z misji Sentinel 1

Malinowska A., Guzy A., Witkowski W., Hejmanowski R., Ulmaniec P.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 5

24--31

PL

Problem optymalizacji pomiarów geodezyjnych na obszarach poddanych wpływom ciągłych deformacji powierzchni terenu wciąż stanowi wyzwanie. Pomiary ruchów powierzchni na terenach górniczych najczęściej wykonywane są przy wykorzystaniu klasycznych metod geodezyjnych, takich jak niwelacja, tachimetria czy pomiary GNSS. Technika pomiarowa jest dobierana w odniesieniu do dynamiki zjawiska, stopnia zagrożenia powierzchni terenu i potencjału finansowego, którym dysponuje zleceniodawca. Przekształcenia powierzchni terenu obserwowane są z pewnym opóźnieniem w stosunku do czasu prowadzenia wydobycia. Opóźnienie to wynika m.in. z warunków górniczo-geologicznych otoczenia złoża i jest zdecydowanie największe w przypadku prowadzenia wydobycia soli. Powolna konwergencja podziemnych wyrobisk powoduje osiadania powierzchni terenu dochodzące maksymalnie do kilku centymetrów rocznie. Pomiar tego typu deformacji wymaga wysokiej precyzji, a w przypadku intensywnego zagospodarowania powierzchni terenu, również znacznej gęstości sieci pomiarowej. Dlatego też, optymalnym rozwiązaniem wydaje się być wykorzystanie zobrazowań radarowych satelity Sentinel 1-A jako metody wspierającej monitoring przemieszczeń pionowych powierzchni terenu na terenach znajdujących się nad złożem solnym. Prezentowane badania dotyczyły analizy możliwości wykorzystania zobrazowania satelitarnego pochodzącego z misji Sentinel dla wsparcia monitoringu deformacji powierzchni terenu na obszarze miasta Wieliczka na bazie technologii DInSAR. Wynikiem przeprowadzonych analiz jest powierzchniowy rozkład rocznych przyrostów osiadań w okresie 2015-2016 nad konwergującymi wyrobiskami górniczymi. Otrzymane wyniki, poddane analizie dokładnościowej poprzez ich porównanie z pomiarami geodezyjnymi realizowanymi na liniach obserwacyjnych, potwierdziły bardzo wysoką dokładność pomiarów satelitarnych. Prowadzone badania pozwoliły na wyłonienie rejonów o największej dynamice ruchów pionowych, również w strefach, w których klasyczne pomiary geodezyjne nie są prowadzone.

EN

The geodetic measurements optimization problem plays still a crucial role in the mining areas affected by continuous ground deformation. Measurements of those movements are most frequently conducted by the use of the classical geodetic methods such as: levelling, tachymetry or GNSS. The measuring technique is selected with respect to the dynamics of the chosen phenomena, surface hazard degree, as well as the financial potential of the mining entrepreneur. Land surface changes caused by underground exploitation are observed with some delay due to mining and geological conditions of the deposit surroundings. This delay reaches the highest values in case of salt deposits extraction due to slow convergence process that implies ground subsidence maximum up to a few centimetres per year. Measurement of the deformation of this type requires high precision instruments or methods, and in the case of intensively developed urban areas, use of high density of benchmark network. Therefore, the best solution supporting the monitoring of vertical ground displacements in the areas located above the salt deposits seems to be the application of the Sentinel 1A radar imaging satellite system. The presented study involved the analysis of the possibility of applying satellite monitoring of surface deformation for Wieliczka town, using imaging radar from the Sentinel 1 mission. The outcome of the analysis - based on DInSAR technology - is the surface distribution of annual growth of settlements above mining excavations affected by the convergence process in the period of 2015-2016. Comparison of the results with levelling – which has been carried out on the benchmark network – confirmed the high accuracy of satellite observations. What is important, the studies allowed to identify the areas characterized by the greatest dynamics of vertical ground movements, also in the regions where classical geodetic measurements are not conducted.

5

Technologia uszczelniania szybów górniczych

Brudnik K., Ulmaniec P., Źróbek M.

Przegląd Solny

|

2016

|

T. 12

36--41

PL

Technologia uszczelniania szybów górniczych została opracowana przez Kopalnię Soli „Wieliczka” S.A. w ramach realizacji projektu „Opracowanie technologii uszczelniania szybów górniczych przez Kopalnię Soli „Wieliczka” dofinansowanego ze środków UE w ramach programu POIG 1.4. i we współpracy z Wydziałem Wiertnictwa Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. Technologia wykorzystuje najnowocześniejsze metody wiertnicze oraz opatentowane zaczyny uszczelniające, które charakteryzują się większą odpornością na agresywne środowisko, niż standardowe materiały wiążące. Technologia wykorzystuje również mobilny system monitoringu wizyjnego oraz system monitoringu przemieszczeń obudowy szybowej. Całość monitoringu wspomagana jest przez oprogramowanie komputerowe, które pozwala na sprawne i łatwe śledzenie procesu uszczelniania.

EN

The Mine Shafts Sealing Technology was developed by the Wieliczka Salt Mine as part of the project: “Development of the mine shafts sealing technology by the Wieliczka Salt Mine subsidised by EU funds under the Operational Programme Innovative Economy 1.4. and in cooperation with the Faculty of Drilling, Oil and Gas of the AGH University of Science and Technology. This technology takes advantage of the latest drilling methods and patented sealing pastes with increased resistance to aggressive environments compared to standard binding agents. The technology also uses a mobile visual monitoring system and a system for monitoring the displacement of the shaft lining. The entire monitoring installation is supported by computer software, enabling quick and easy tracking of the sealing process.

6

Projekt wykonania instalacji monitorującej przebieg uszczelniania szybu górniczego

Jaśkowski W., Lipecki T., d’Obyrn K., Ulmaniec P.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 1

12--20

PL

W artykule przedstawiono projekt systemu geodezyjnego monitoringu deformacji obudowy szybu i kanału dolotowego oraz konstrukcji wieży szybowej podczas wykonywanych prac wiertniczych i iniekcyjnych w pobliżu szybu górniczego.

EN

This article presents the project of monitoring the course of sealing rock mass around the Kościuszko shaft developed for Salt Mine „Wieliczka”. It is planned to realize a number of sealing holes in a short distance from the mineshaft housing and the use of injection system at a pressure up to 25 MPa. This creates a real threat to the shaft housing and shaft reinforcement. Project execution allows to create the technical conditions for the installation of “System of deformation monitoring of mine shaft housing, inlet duct and the structure of the headframe during drilling and injection near the shaft”. The method proposed in the project is adapted to current geological and geomechanical conditions in the area of the shaft. Project also consists predicted shaft lining deformation caused by mining activities carried on in the area of the shaft pillar [2] as well as the technical condition of the housing and shaft reinforcement [1]. The analyzed predicted deformation indicators as subsidence and linear deformation affecting the condition of the shaft, and the expected size of the deformation caused by the work of injection (at the level of tenths of a mm/m) allowed to develop an optimal, precise monitoring system.

7

Badania i prognoza deformacji górotworu w rejonie szybu Św. Kingi w Kopalni Soli „Wieliczka”

Hejmanowski R., Malinowska A., Obyrn K. d', Ulmaniec P., Kwinta A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 8

150--156

PL

Przedmiotem artykułu są wyniki badań rozwoju ciągłych deformacji górotworu w rejonie szybu Św. Kingi w Kopalni Soli „Wieliczka” S.A.,w całym okresie istnienia szybu, tj od drugiej połowy XIX w. Ze względu na to, że szyb pierwotnie nie podlegał monitoringowi geodezyjnemu, badania zostały wsparte wynikami obliczeń modelowych. Wyniki obliczeń skonfrontowano dla okresu po 1985 r. (pierwsze pomiary geodezyjne w rurze szybowej) z wynikami pomiarów wysokościowych. Zgodność wyników modelowania i pomiarów pozwoliła na objęcie górotworu w rejonie szybu prognozą na okres 25 i 50 lat. Zaprezentowane analizy pozwoliły ocenić dotychczasowe zagrożenia wzdłuż rury szybowej. Wyniki prognozy dają możliwość odpowiednio wczesnego projektowania ewentualnych prac profilaktycznych w obudowie szybowej, jak również zabezpieczeń w komorach zlokalizowanych w rejonie szybu. Efektem wykonanych badań będzie zapewnienie informacji o warunkach stabilności szybu w perspektywie kolejnych 50 lat.

EN

The results of the prognosis of continuous deformation in the region of the St. Kinga Shaft in Salt Mine “Wieliczka” SA have been presented. The prognoses were performed over the shaft lifetime (from the second half of the 19th century until 2013). The shaft has been measured since 1985 but deformations in that region occurred earlier. That is why the estimation of the total deformation around the shaft was reprognosed for the period preceding the year 1985. The results of the reprognosis were confronted with the results of measurements done in the shaft after 1985. Basing on the reprognosis and measurement results one could predict deformation that might have occurred around the shaft within 25 and 50 years. Current threats around the shaft could be assessed on the basis of the presented analyses. Besides, the reinforcement of the shaft could be designed and protection plans worked out for chambers located in the region of the shaft. The result of the calculations provided information on the stability conditions of the shaft for the next 50 years.

8

Deformacje terenu zlikwidowanej Kopalni Otworowej Soli „Barycz”

d'Obyrn K., Ulmaniec P.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 8

126--131

PL

W artykule przedstawiono metodykę prowadzenia prac pomiarowych i obliczeniowych oraz wyniki deformacji powierzchni zamkniętej, otworowej kopalni soli „Barycz”. Postępujące w niektórych rejonach kopalni deformacje terenu przyspieszyły decyzję o podjęciu prac stabilizujących górotwór w polu Pagory, a przeprowadzone prace podsadzkowe spowodują systematyczny spadek prędkości obniżeń terenu.

EN

This article presents measurement and calculation procedures as well as the results of surface deformation conducted at the ‘Barycz’ salt mine. Progressing deformations in some areas of the mine have promoted the decision to execute works for stabilizing the rock mass in Pagory field. The performance of backfilling works will contribute to a systematic drop in the speed of the mining area subsidence.

9

Ground uplift after the closure of water leaks in the Mina drift of the Wieliczka Salt Mine

Maj A., Kortas G., Ulmaniec P.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

9-22

EN

After putting the water leaks in the Wieliczka Salt Mine under control, upon construction of dams in 2007, the ground subsidence stopped. Presently, however, ground uplifts are observed on land surface. This paper presents geological, mining, and hydro-geological conditions occurring in the leak areas. Using the examples of previous subsidence, the authors have demonstrated the shaping of ground uplifts observed in levelling surveying by precise measurement methods. With a correction relating to the subsidence caused by working convergence that also occur in ground displacements, it was found that the maximum ground uplifts reached 63 mm, with the continuing trends in the years to come. It was established that the causes of uplifting included increase of pressure in suffosion caverns and the displacement effect, with irrigation of dried and drained formations during the flow of water into the salt mine.

PL

Po opanowanym wdarciu wód do Kopalni Soli Wieliczka przez zamknięcie wycieku w 2007 r. ustały obniżenia powierzchni i obecnie wykształcają się wypiętrzenia. W pracy przedstawiono warunki geologiczno-górnicze i hydrogeologiczne w strefie wycieku i na tle poprzednich obniżeń pokazano kształtowanie się wypiętrzeń terenu, obserwowane w pomiarach geodezyjnych niwelacją precyzyjną. Biorąc pod uwagę poprawkę na uczestniczące w przemieszczeniach terenu osiadania spowodowane wpływami kopalni, stwierdzono, że maksymalne wypiętrzenia osiągnęły 63 mm, a teren w następnych latach może się nadal wypiętrzać. Wskazano, że przyczyną wypiętrzeń jest zwiększenie ciśnienia w kawernach sufozyjnych oraz efekt wypornościowy i nawadnianie osuszonych i zdrenowanych utworów w trakcie spływu wód do kopalni.

10

Ruch górotworu i konwergencje w Kaplicy Św. Kingi w Kopalni Soli "Wieliczka"

Kortas G., Maj A., Ulmaniec P.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 1-2

78-83

PL

Kaplica Św. Kingi jest jednym z najcenniejszych zabytków kultury górniczej w Polsce. Ruch górotworu w jej otoczeniu obserwowany jest przez okresowe pomiary przemieszczeń. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów konwergencji w Kaplicy na tle ruchu górotworu w jej otoczeniu. Kaplica ulega bardzo małym odkształceniom i przemieszczeniom spowodowanym oddziaływaniem wyrobisk komorowych w centralnym rejonie kopalni. Analizowano wyniki pomiarów prowadzonych od 1995 r. konwergometrem precyzyjnym. Kaplica zaciska się prawie równomiernie. Zróżnicowanie prędkości konwergencji poziomej przy spągu i w środku komory oraz konwergencji pionowej w brzeżnej i środkowej części wyrobiska oraz obserwowane nieznaczne zmniejszanie się prędkości zaciskania z upływem czasu jest zgodne z modelem konwergencji w ośrodku sprężysto-lepkim [7]. Na podstawie średnich konwergencji głównych [2] obliczono konwergencję objętościową kaplicy, która wyniosła - 0,18 ‰/ rok.

EN

The Chapel of Saint Kinga is one of the most valuable monuments of mining culture in Poland. It is located in the central area of the mine between St. Kinga's and Daniłowicz shafts at the depth of about 100 m (Fig.4). Similarly as other chambers of the tourist route, the Chapel is subject to rock mass movements, appearing in the form of convergence. The observations of rock mass movement consist in periodical measurements of the height of bench-marks in the mine and on ground surface, as well as in convergence measurements. The aim of measurements in the Chapel is first of all the recognition of geomechanical conditions and the state of architecture of the Chapel's interior. The results of fifteen years of measurements of convergence of the Chapel against the background of rock mass movement in its surroundings are presented.