Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowoczesny system INGEO do monitorowania zagrożenia sejsmicznego i tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego i rud miedzi

Isakow Z., Juzwa J., Kubańska A., Siciński K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

173--184

PL

W ramach Programu Badań Stosowanych PBS został wykonany projekt „Innowacyjne metody i system do oceny zagrożenia tąpaniami na podstawie probabilistycznej analizy procesu pękania i geotomografii online”, w którym został opracowany, wykonany i przebadany prototyp systemu INGEO. Stanowi on kontynuację rozwoju systemów sejsmicznego ARAMIS M/E i sejsmoakustycznego ARES-5/E poprzez ich wzbogacenie o nowe, innowacyjne technologie i metody analiz. System został wyposażony w cyfrową transmisję na powierzchnię z wykorzystaniem światłowodów i lokalną w rejonie ściany z wykorzystaniem linii przewodowych. INGEO umożliwia ocenę zagrożenia tąpaniami metodami standardowymi: sejsmoakustyczną, sejsmologii, hazardu sejsmicznego, oraz opartymi na tomografii rejonu przed frontem ściany: pasywną z wykorzystaniem wstrząsów górniczych i aktywną z wykorzystaniem wzbudników lub organu urabiającego kombajnu. System wyposażono ponadto w otworowe czujniki zmian naprężenia i ultradźwiękowe czujniki deformacji wyrobisk w rejonie ściany z lokalną transmisją radiową do przesyłu danych do kanału cyfrowej transmisji przewodowej i światłowodowej. INGEO umożliwia współbieżną kontrolę deformacji w rejonie wyrobisk wokół ściany wydobywczej z precyzyjną kontrolą deformacji na powierzchni nad rejonem ściany w celu doskonalenia opracowanych stochastycznych modeli dla predykcji występowania zagrożeń spowodowanych wstrząsami górniczymi. Monitoring może obejmować szczególnie zagrożone rejony z wykorzystaniem geofonów i nowo opracowanych czujników lub obszar całej kopalni czy kilku połączonych kopalń z wykorzystaniem sejsmometrów. Ze względu na zastosowanie transmisji światłowodowej, precyzyjnie zsynchronizowanej zegarem GPS, strumieniowej transmisji danych oraz wielorejonowej detekcji zjawisk, INGEO stanowi zaawansowaną technicznie ofertę dla kopalń węgla kamiennego oraz rozległych kopalń rud miedzi.

EN

Within the framework of the PBS Research Program, a project entitled „Innovative methods and a system for assessing rock burst hazards based on probabilistic crack process analysis and online geo-tomography” was accomplished, where the developed prototype of INGEO system was designed, performed and tested. The system is a continuation of the existing systems: seismic ARAMIS M/E and seismic-acoustic ARES-5/E, by their enrichment with new technologies and methods of analysis. The system is equipped with digital data transmission to surface using fiber optics, and cable within an area of a longwall. INGEO enables the assessment of rock burst hazards by standard methods: seismic-acoustic, seismological and of the seismic hazard, and also by geo-tomography in a front of the longwall: passive, which uses seismic shocks and active induced shocks by controlled exciters or a shearer of the cutter loader. The system is additionally equipped with borehole strain gauges and ultrasound detectors of deformation in the area of the longwall using a radio medium for local data transmission to the digital channels of wire and fiber transmission. INGEO also enables the concurrent control of deformation in the excavation around the longwall area with precise control of the deformation observed on the surface located over the area of this longwall to improve the developed stochastic models for the prediction of hazards caused by seismic events. The monitored area can contain both particularly endangered small zones with the use of geophones and newly developed sensors or a territory of a whole mine or several merged mines using seismometers as well. Due to the use of fiber optics transmission, a precisely synchronized GPS clock, the streaming of data and multi-zone detection of seismic events, INGEO is a technologically advanced offer for hard coal mines and large copper ore mines.

2

Założenia funkcjonalne systemu Seismobile

Kubańska A., Isakow Z., Pilecki Z.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

133--141

PL

W ostatnich kilkunastu latach dokonał się silny rozwój tzw. strimerów sejsmicznych pozwalających na usprawnienie sejsmicznych pomiarów w warunkach powierzchni utrudniających mocowanie geofonu, np. nawierzchnie betonowe, lub asfaltowe, w przypadku wykonywania długich, wielokilometrowych profili. Strimer jest mobilnym urządzeniem, którego głównym elementem jest układ specjalnie zamontowanych geofonów, przystosowanych do ciągnięcia po powierzchni terenu. Łącząc zalety profilowania sejsmicznego z użyciem strimera sejsmicznego oraz profilowania georadarowego, został opracowany system seismobile. system ten jest przeznaczony do diagnostyki podłoża gruntowego projektowanych i modernizowanych szlaków komunikacyjnych – dróg, linii kolejowych, pasów startowych na lotniskach itp. system ten pozwala na wykonanie profilowania sejsmicznego techniką refrakcyjną, refleksyjną lub wielokanałowej analizy fali powierzchniowej MASW oraz profilowania georadarowego. Umożliwia on również ciągły pomiar drgań sejsmicznych, lub parasejsmicznych w okresie do około 12 godzin. Konstrukcja systemu seismobile umożliwia ciągnięcie 4 linii pomiarowych oraz wózka z podwieszoną anteną georadarową. Rozpoznanie podłoża można prowadzić do szerokości 10,5 m, przy odległości 3,5 m pomiędzy liniami pomiarowymi. Pomiar georadarem prowadzony jest w osi konstrukcji systemu seismobile. Cechami charakterystycznymi systemu seismobile są: zdalna transmisja danych z geofonów oraz ich gromadzenie do 32 GB na geofon z dynamiką rejestracji większą od 120 dB, zautomatyzowany sposób lokalizacji układu pomiarowego na podstawie sygnału GPS oraz zautomatyzowany sposób wzbudzania fali sejsmicznej. w związku z tym usprawnienia systemu pozwalają na skrócenie czasu pomiaru oraz zmniejszenie pracochłonności.

EN

There has been a strong development in recent years of the so-called landstreamers which allow for the improvement of seismic measurements in conditions that hinder geophone attachment to the surfaces such as concrete or asphalt, and in the case of performing long profiles. The landstreamer is a mobile unit, the main element of which is the geophones system specially adapted to pull on the terrain surface. The seismobile system was developed, combining the advantages of seismic profiling using landstreamer and georadar profiling. This system is designed for the diagnosis of designed and modernized routes basement such as: roads, railways, airport runways, etc. This system allows for the execution of profiling such seismic techniques as: refractive, reflective, or multi-channel analysis of surface waves MASW. It also enables continuous measurement of seismic vibrations up to approx. 12 hours. The system design enables pulling seismobile 4 measuring lines and trolleys with a suspended GPR antenna. The basement recognition may be carried out to a maximum width of 10.5 m for a distance of 3.5 m between the measurement lines. GPR measurement is carried out on the axis of the seismobile system. seismobile characterizes: remote data transmission from geophones and storage up to 32 GB on a geophone with the dynamics of registration greater than 120 dB, automated location of the system based on GPS and automated way of inducing the seismic wave. Therefore, the improvements in the system allow the measurement time to be shortened, thus reducing work effort.

3

Oprogramowanie narzędziowe strimera Seismobile

Isakow Z., Pysik A., Przybyła M., Juzwa J., Kuciara I.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

169--180

PL

Oprogramowanie strimera sejsmicznego Seismobile składa się z oprogramowania narzędziowego przeznaczonego do obsługi sprzętu pomiarowego oraz oprogramowania do przetwarzania i interpretacji danych. W pracy przedstawiono funkcje oprogramowania narzędziowego pozwalającego użytkownikowi na zarządzanie zestawem modułów pomiarowych oraz wzbudnikiem. Jest to oprogramowanie dedykowane, specjalnie opracowane na potrzeby tego strimera. Przedstawione możliwości oprogramowania dotyczą programowania konfiguracji strimera przed pomiarami, realizacji pomiarów wraz ze sterowaniem wzbudnikiem oraz funkcji diagnostycznych. Podstawowym elementem strimera są linie pomiarowe z zestawami pomiarowymi i modułami pomiarowymi. Strimer Seismobile posiada od 1 do 4 linii pomiarowych, gdzie w skład każdej linii może wchodzić do 24 modułów pomiarowych. Moduły pomiarowe – zapisują sygnał z geofonów rejestrowany w miejscu ich zainstalowania. Moduły mogą pracować w trybie rejestracji ciągłej i trybie rejestracji zdarzeń wyzwalanych sygnałem ze wzbudnika. Moduły pomiarowe rejestrują dane w swojej pamięci typu Flash, w której mogą zapisać do 32 GB danych podczas ciągłej rejestracji. Przeprowadzenie sesji pomiarowej wymaga wykonania wielu czynności przygotowawczych przed pomiarem w celu konfiguracji strimera i sprawdzenia prawidłowego działania jego elementów. W czasie pomiarów można kontrolować konfigurację zapisów oraz sprawdzać jakość zarejestrowanych danych. Pozyskane z pomiarów dane są segregowane i archiwizowane w formacie dostosowanym do dalszego przetwarzania i interpretacji z wykorzystaniem oprogramowania interpretacyjnego właściwego dla schematu pomiarowego.

EN

Software for the seismic streamer in the Seismobile system consists of utility software designed to support measuring equipment and software for data processing and interpretation. The paper presents the features of the utility software that allow a user to manage a set of measurement modules and the module of the seismic source exciter. The software is specialized and dedicated solely for this streamer. Its capabilities contain programming of the streamer’s configuration before measurements, performing a measurement process including a control of the exciter and various diagnostic functions. The basic element of the streamer are measuring lines with installed measurement sets and modules. The Seismobile streamer consists of 1 to 4 measuring lines, wherein a part of each line may comprise up to 24 of measurement units. Measuring modules record a signal from the geophones at the site of their location. They can operate in a continuous recording mode or in the mode of recording events triggered by a signal from the exciter. Measuring modules record the data in its Flash memory, which can store up to 32 GB of data during the mode of continuous recording. Conducting a measurement session requires a lot of preparatory activities to be done before the start of measurements in order to settle the streamer’s configuration and check for the proper operation of its components. During the measurements, one can control the configuration of the records and check the quality of the recorded data. Data obtained from the measurements is sorted and stored in a format adapted for further processing and interpretation, considering the analysis software to be applied in the arranged measurement scheme.

4

Innowacyjne rozwiązania w akwizycji danych pomiarowych w strimerze Seismobile

Isakow Z., Siciński K., Sierodzki P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

155--168

PL

W pracy przedstawiono budowę, sposób działania oraz dane techniczne nowatorskiego rozproszonego strimera Seismobile. istotną rolę w strimerze Seismobile odgrywa sposób akwizycji danych pomiarowych, który decyduje o jego sprawności. konstrukcja strimera Seismobile umożliwia szybki montaż i demontaż jego elementów. Szybki montaż modułów pomiarowych umożliwia mocowanie magnetyczne. Moduły są automatycznie numerowane i lokalizowane przed każdym pomiarem. W strimerze moduły pomiarowe są bezpiecznie transportowane w stacji dokującej. konstrukcja zestawu pomiarowego, składającego się z czujnika zamontowanego na metalowej podstawie, zapewnia możliwie jak najlepsze (w sensie widma częstotliwości, niewielkiego tłumienia amplitud i minimalizacji rezonansów mechanicznych) przekazywanie drgań z podłoża gruntowego. Niskie położenie środka ciężkości zestawu pomiarowego zapewnia wystarczającą jego stateczność przy przemieszczaniu się strimera. Mobilny wzbudnik drgań pozwala w sposób bezprzewodowy wzbudzać sygnał i w sposób automatyczny przekazywać dane o czasie udaru i jego lokalizacji. Bezpośredni zapis cyfrowy rejestracji w wewnętrznej pamięci Flash modułów pomiarowych oraz duża dynamika przetwarzania A/C zapewniają wysokiej jakości dane. Sczytywanie bezprzewodowe zarejestrowanych danych w pamięciach Flash modułów pomiarowych i modułu wzbudnika w czasie ładowania akumulatorów w stacji dokującej po zakończeniu sesji pomiarowej zapewnia niezawodne archiwizowanie danych. innowacyjne cechy strimera Seismobile eliminują większość niedogodności dotychczasowych strimerów w zakresie akwizycji danych pomiarowych.

EN

The paper presents the construction, mode of operation and technical specifications of a novel, distributed Seismobile landstreamer. The manner of data acquisition, which decides about its efficiency plays an important role in the Seismobile streamer. The Seismobile streamer design allows for quick assembly and disassembly of its components. The universal measuring modules applied in the streamer can be safely transported in the docking station. Quick installation of the measurement modules is possible by the use of magnetic fastening. The modules are automatically numbered and localized before each measurement session. The construction of the measuring set, consisting of a sensor mounted on a metal base, ensures the best possible (in the sense of frequency spectrum, small damping of amplitude and minimized mechanical resonances) transmission of vibrations from the subsoil. The low center of gravity of the measurement kit provides enough of its stability when moving the streamer. The mobile weight drop source of seismic vibrations can wirelessly excite the signal and automatically transmit data about the time of stroke and its location. Direct digital recording in the internal Flash memory of measurement modules and high dynamics of A/D processing provide high quality data. The wireless read-out of data recorded in the Flash memory of the measuring modules and in the MPWA module carried out after a measuring session has finished and while charging the battery in the docking station, provide reliable documenting of the measurement session. innovative features of the Seismobile landstreamer eliminate most of the disadvantages of prior used streamers in reference to the data acquisition.

5

Rock bursts prediction based on analyzing maximal phenomena of seismic emission in the INGEO system

Cianciara B., Isakow Z., Siciński K., Cianciara A.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2016

|

R. 54, nr 4

5--10 [tekst ang.], 50--55 [tekst pol.]

EN

Predicting the time of rock bursts in the INGEO system is based on the analysis of seismic emission registered in a seismic-acoustic system. Emission signals are generated by rock mass fracturing due to mining exploitation. Such emission is characterized by huge activity of different phenomena which enables to carry out a correct statistical analysis with the use of the hazard method, achieving suitably high resolution of interpretation results. The hazard method is based on the analysis of maxmal phenomena, i.e. phenomena of maximal energy. The use of this method allows to eliminate disturbances to a large extent and, at the same time, enables to assess the probability of high-energy phenomena (rock bursts). The hazard analysis is conducted on the basis of two essential qualities of seismic emission, such as energy of phenomena and intervals between successive phenomena. These qualities are random variables of statistical distribution described by the Weibull model. Using this model one can estimate the parameters of statistical distribution of those qualities which are the basis to determine hazard parameters. The analysis is conducted based on measurement data collected from the T window, i.e. time interval measured by hours. The window is moved with the d step and the calculations are repeated. The hazard parameters were used to define the risk function FWt(QE,T) which is the measure of rock bursts hazard. This function depends on real time t which is determined as the time of the T window right edge. It is also the basis to work out rock burst hazard criteria. It is important to note that the moment a rock burst occurs is a random variable and can be determined with the accuracy of its confidence interval, with certain probability.

PL

Predykcja czasu wystąpienia wstrząsów w systemie INGEO oparta jest na analizie emisji sejsmicznej rejestrowanej w systemie sejsmoakustycznym. Sygnały emisji są generowane pękaniem górotworu wywołanym eksploatacją. Emisja taka charakteryzuje się dużą aktywnością zjawisk, która umożliwia prowadzenie poprawnej analizy statystycznej metodą hazardu, uzyskując również odpowiednio wysoką rozdzielczość wyników interpretacji. Metoda hazardu oparta jest na analizie zjawisk maksymalnych, czyli zjawisk o maksymalnej energii. Zastosowanie tej metody daje znaczną eliminację zakłóceń, a jednocześnie umożliwia ocenę prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk wysokoenergetycznych (wstrząsów). Analiza hazardu realizowana jest na podstawie dwóch podstawowych cech emisji sejsmicznej, a mianowicie: energii zjawisk, oraz odstępów czasu między kolejnymi zjawiskami. Cechy te są zmiennymi losowymi o rozkładzie statystycznym, który jest opisywany modelem Weibull`a. Na podstawie tego modelu prowadzona jest estymacja parametrów rozkładu statystycznego tych cech, które stanowią podstawę do wyznaczania parametrów hazardu. Analiza realizowana jest w oparciu o dane pomiarowe pobierane z okna T, czyli przedziału czasu rzędu godzin. Okno to jest przesuwane z krokiem d i powtarzane są obliczenia. Wykorzystując parametry hazardu zdefiniowano funkcję ryzyka FWt(QE,T), będącą miarą zagrożenia wystąpieniem wstrząsów. Funkcja ta jest zależna od czasu realnego t, który jest określony, jako czas prawego brzegu okna T. Stanowi ona podstawę do opracowania kryteriów stanu zagrożenia tąpaniami, jak również jej przebieg może być wykorzystany do oceny czasu wystąpienia wstrząsów. Należy podkreślić, że moment wystąpienia wstrząsu jest zmienną losową i może być wyznaczony z dokładnością do swojego przedziału ufności, z określonym prawdopodobieństwem.

6

Porównanie parametrów częstotliwościowo-amplitudowych sejsmicznych źródeł mechanicznych

Pilecki Z., Chamarczuk M., Kubańska A., Isakow Z., Czarny R., Krawiec K., Pilecka E., Sierodzki P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 89

33--50

PL

Pomiary sejsmiczne w zastosowaniach do celów inżynierskich można prowadzić z wykorzystaniem różnych źródeł sejsmicznych. Wybór odpowiedniego źródła jest jednym z czynników przy projektowaniu pomiarów, który decyduje o zasięgu głębokościowym badań i rozdzielczości wynikowego obrazu sejsmicznego. Efektywność danego źródła sejsmicznego zależy nie tylko od parametrów technicznych samego źródła, ale także właściwości badanego ośrodka geologicznego, parametrów rejestracji oraz sposobu przetwarzania i interpretacji danych sejsmicznych. W pracy przedstawiono wyniki badań sejsmicznych, mające na celu porównanie parametrów różnych źródeł sejsmicznych w identycznych warunkach pomiarowych na terenie Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG w Katowicach. Porównano dwa sejsmiczne źródła mechaniczne: młot o masie 4 kg oraz kafar zasilany elektrycznie o masie uderzającej 100 kg. Rejestracje wykonano z użyciem 3-składowych geofonów o częstotliwości własnej 4,5 Hz. W wyniku pomiarów uzyskano rejestracje składowych Z, Xi Y prędkości drgań dla 1, 3 oraz sześciokrotnego składania udaru młotem i kafarem. Wykonano obliczenia parametrów amplitudowo-częstotliwościowych zastosowanych źródeł sejsmicznych takich jak: maksymalna amplituda składowych i wypadkowa maksymalnej amplitudy prędkości drgań, tłumienie amplitudy, energia sygnału, zakres częstotliwościowy głównej energii sejsmicznej, częstotliwości dominujące. Obliczone parametry amplitudowo-częstotliwościowe wskazały na kafar jako źródło sejsmiczne pozwalające uzyskać korzystniejsze wyniki w związku z większym zasięgiem głębokościowym, łatwiejszym przetwarzaniem interpretacją danych sejsmicznych oraz korzystniejszej rozdzielczości obrazów wynikowych. Natomiast podkreślono, że użycie młota w zadaniach niewymagających większego zasięgu głębokościowego jest jak najbardziej korzystne, gdyż efekt uzyskany przy kilkunastokrotnym składaniu sygnału jest zbliżony do użycia kafaru.

EN

A variety of seismic sources has been developed for use in seismic method for engineering purposes. The choice of an appropriate energy source is one of the parameters used in designing the seismic acquisition survey, that choice determines the maximum depth range and seismic resolution. The effectivity of the seismic source depends not only on the source parameters itself, but also upon the environmental conditions, recording parameters and the interpretation of the seismic data. These factors affect the amplitude and spectral content of the seismic wave propagating in subsurface. This paper presents the results of the seismic survey comparing different sources parameters under identical survey conditions at a single site in Institute of Innovative Technologies EMAG, Katowice. We compared two mechanical seismic sources: 4-kg sledgehammer and an electrically operated weight-drop of impact mass 100 kg. The survey was conducted with 3-component geophones of a natural frequency of 4.5 Hz. As a result of the survey, we acquired Z, X and Y component vibration velocity records for 1, 3 and 6 stacking numbers for both the sledgehammer and weight-drop. The following amplitude-frequency parameters were calculated: maximum amplitude for 3 components and net velocity value, amplitude damping, signal energy, main seismic energy frequency range and dominant frequencies. The calculated parameters showed that weight drop is the source capable of generating records of better quality due to the larger depth range, easier processing and interpretation of seismic records and a higher resolution of the output results. However, it was pointed out that use of the sledgehammer in surveys with no need of a larger bigger depth range, is by far more profitable, as the outcome of multifold stacking number with sledgehammer is similar to that of the weight-drop.

7

Estimation of the mining damage risk in the hypothetical impact area of the concurrent processes of rock mass disorders

Piwowarski W., Isakow Z., Juzwa J.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 4

889--903

EN

The aim of this work is the estimation of the risk of mining damage occurrence, based on uncertain information regarding the impact of the concurrent processes of deformation and vibration. This problem concerns the experimental and theoretical description of the so-called critical phenomena occurring during the reaction mining area ↔ building object. Post-mining deformations of the rock mass medium and paraseismic vibrations can appear at a considerable distance from the sub-area of the mining operation – hence, the determination of the measures of their impacts is usually somewhat subjective, while the estimation of the mining damage based on deterministic methods is often insufficient. It is difficult to show the correlation between the local maximum of the impact of the velocity vector amplitude and the damage to the building – especially if the measures of interaction are not additive. The parameters of these impacts, as registered by measurements, form finite sets with a highly random character. Formally, it is adequate to the mapping from the probability space to the power set. For the purposes of the present study, the Dempster – Shafer model was used, where space is characterised by subadditive and superadditive measures. Regarding the application layer, the conclusions from the expert evaluations are assumed to be the values of random variables. The model was defined, and the risk of damage occurrence was estimated.

PL

Celem pracy jest szacowanie ryzyka powstania szkody górniczej, poprzez niepewne informacje dotyczące oddziaływania współbieżnych procesów deformacyjnych i drgań. Problem dotyczy doświadczalnego i teoretycznego opisu tak zwanych zjawisk krytycznych, zachodzących podczas reakcji teren górniczy ↔ obiekt budowlany. Pogórnicze deformacje ośrodka oraz drgania parasejsmiczne ujawniają się również w znacznej odległości od podobszaru eksploatacji – stąd też wyznaczenie miar tych oddziaływań z reguły jest nieco subiektywne a szacowanie szkody górniczej metodami deterministycznymi często jest niewystarczające. Trudno jest wykazać, że istnieje skorelowanie pomiędzy lokalnym maksimum oddziaływania amplitudy wektora prędkości a szkodą w obiekcie – zwłaszcza, jeśli miary oddziaływania nie są addytywne. Zarejestrowane w wyniku pomiaru parametry tych oddziaływań to zbiory skończone o charakterze silnie losowym. Formalnie jest to odwzorowanie z przestrzeni probabilistycznej do zbioru potęgowego. Dla celów niniejszej pracy wykorzystany został model Dempstera – Shafera, gdzie przestrzeń charakteryzują miary pod lub nadaddytywne. W warstwie aplikacyjnej skorzystano z konkluzji ocen eksperckich przyjmując je, jako wartości zmiennej losowej. Zdefiniowano model i oszacowano ryzyko wystąpienia szkody.

8

Projekt LOFRES – sejsmika pasywna LFS z wykorzystaniem szumu sejsmicznego

Pilecki Z., Isakow Z.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

69--73

PL

W artykule omówiono założenia metodyczne systemu LOFRES do pomiaru metodą niskoczęstotliwościowej sejsmiki pasywnej. System ten służy do badania budowy i właściwości przypowierzchniowych warstw ośrodka geologicznego z wykorzystaniem szumu sejsmicznego. Badania są wykonywane za pomocą dwóch metod: sondowania mikrosejsmicznego i interferometrii sejsmicznej. W artykule przedstawiono ich podstawy metodyczne oraz algorytmy przetwarzania i interpretacji danych sejsmicznych. Przedstawiono również przykłady wyników badań. W podsumowaniu wskazano na zalety i ograniczenia sejsmiki pasywnej. Podkreślono większe znaczenie metody interferometrii sejsmicznej w rozwiązywaniu zagadnień w geoinżynierii.

EN

This paper presents the methodological assumptions of the system LOFRES adapted for the low frequency passive seismicity. This system is used to study the structure and properties of subsurface layers of geological medium by seismic noise. The system uses two methods: microseismic sounding and seismic interferometry. The paper describes the methodological basis and the algorithms of processing and interpretation of seismic data. It also presents examples of research results. The summary points to the advantages and limitations of the passive seismics. Greater importance of seismic interferometry methods in solving problems of geoengineering was highlighted.

9

Nowoczesny system LOFRES niskoczęstotliwościowej sejsmiki pasywnej

Isakow Z., Pilecki Z., Sierodzki P.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

92--96

PL

W artykule przedstawiono system LOFRES przeznaczony do badań metodą niskoczęstotliwościowej sejsmiki pasywnej przypowierzchniowych warstw geologicznych z wykorzystaniem szumu sejsmicznego. Scharakteryzowano systemy pomiarowe stosowane w polskich kopalniach przydatne do pomiarów sejsmiki pasywnej. Opisano budowę i działanie systemu LOFRES. Przedstawiono parametry techniczne i testy zastosowanych sejsmometrów Podkreślono pozytywne wyniki testów modelowego systemu. Omówiono przewidywane sposoby wykorzystania systemu.

EN

This paper presents an innovative LOFRES system, designed for research of subsurface geological strata, using the method of low frequency passive seismics based on seismic noise registration. Measurement systems used in Polish mines useful for passive seismic measurements have been characterized. The construction and operation of the LOFRES system have been also described. Specification and tests of the applied seismometers were presented. Positive results of the tests of a model system were highlighted. Potential applications of the system were discussed.

10

Możliwości wykorzystania interferometrii sejsmicznej w górnictwie

Marcak H., Pilecki Z., Isakow Z., Czarny R.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

74--83

PL

Metoda interferometrii sejsmicznej znalazła zastosowanie w zagadnieniach rozpoznawania budowy geologicznej głębokiego podłoża i w sejsmice poszukiwawczej do odwzorowania budowy ośrodka. Istnieje również możliwość wykorzystania tej metody dla potrzeb górniczych. W części wstępnej przedstawiono podstawy matematyczne i fizyczne metody interferometrii sejsmicznej. Następnie omówiono możliwości wykorzystania tej metody w rozwiązywaniu problemów geologiczno-górniczych. Scharakteryzowano rodzaje zjawisk sejsmicznych, występujących na terenach górniczych, możliwych do wykorzystania w interferometrii sejsmicznej. Omówiono przykłady sytuacji geologiczno-górniczych, w których metoda interferometrii sejsmicznej może dostarczyć wartościowej informacji.

XX

Seismic interferometry method has been used to identify the deep geological structure of the ground and seismic exploration for mapping the structure medium. It is also possible to use this method for mining purposes. In the introductory part we present the mathematical foundations and physical methods of seismic interferometry. It then discusses the possibility of using this method in solving geological-mining tasks. Seismic phenomena occurring in mining areas and suitable for application in seismic interferometry have been described. Examples of geological and mining situation in which seismic interferometry method can provide valuable information have been presented.

11

Zastosowanie skal intensywności drgań do oceny skutków oddziaływania wstrząsów indukowanych eksploatacją górniczą

Isakow Z., Kuciara I. J.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2014

|

nr 3

25--38

PL

W artykule przestawiono zastosowanie kilku skali intensywności drgań do oceny skutków oddziaływania wstrząsów na obiekty i ludzi. Przedmiotem opracowania jest zarówno skała stosowana dla obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego jak i dla obszaru Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. Pokazano przykłady wyników analiz uzyskanych na podstawie obserwacji w systemie ARP2000 opracowanym w Instytucie Technik Innowacyjnych EMAG. Dane pomiarowe zebrano w trakcie realizacji projektu o akronimie LOFRES uzyskanego w ramach l konkursu Programu Badań Stosowanych.

EN

The article presents the use of several vibration intensity scale to assess the effects of shocks effects on objects and people. The study regards both the scale of use for the area of Upper Silesian Coal Basin as well as the area of Legnica-Głogów Copper Field. The article presents the examples of the results of analyze obtained on the basis of observations in ARP2000 system developed at the EMAG Institute of Innovative Technologies. Measurement data were collected during the project with the acronym of UOFRES obtained within the first contest of the Applied Research Program.

12

Rozwój systemowego monitorowania zagrożeń w podziemnym górnictwie

Trenczek S., Mróz J., Krzystanek Z., Isakow Z., Małachowski M., Oset K.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2012

|

R. 50, nr 11

3--19

PL

W artykule przypomniano wpływ na poziom bezpieczeństwa w danym rejonie eksploatacyjnym takich współwystępujących zagrożeń, jak: pożary endogeniczne, zagrożenia metanowe, klimatyczne, tąpania oraz wybuchy pyłu węglowego. Scharakteryzowano możliwe zagrożenia pod względem dynamiki skutków ich wystąpienia, co pozwoliło wyróżnić grupy zagrożeń o charakterze biernym, w tym jawne i utajone, oraz dynamicznym. Na tle dotychczas realizowanych zakresów monitorowania zagrożeń przedstawiono nowe zakresy — pyłometrię, barometrię oraz termohigrometrię — jako najnowsze możliwości funkcjonalne systemów monitorowania. Omówiono także nowe możliwości doraźnego monitorowania górotworu w celu wykrywania ewentualnych możliwości wystąpienia niebezpiecznych zjawisk gazogeodynamicznych.

EN

The article describes the influence of the associated hazards of spontaneous fires, of fires caused by methane ignition, of climatic bumps and of coal dust explosion on the safety levels in specific exploitation areas. Potential hazards are characterized from the point of view of the dynamics of the consequences of their occurrence, which results in dividing them into two groups: those passive (including open and hidden hazards) and those dynamic. New directions - monitoring of dust, barometry, thermohigrometry i.e. new functionalities of monitoring systems are presented against the hitherto prevailing monitoring spectrum. The article presents also new solutions in the strata monitoring used for prediction of potential occurrence of hazardous gas- and geodynamical events.

13

Rozpoznanie stanu górotworu za pomocą nowoczesnej aparatury pomiarowej PASAT M

Oset K., Isakow Z., Trenczek S.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2012

|

nr 4

37-49

PL

W artykule przypomniano znaczenie rozpoznania stanu górotworu oraz wpływu zmian takiego stanu na bezpieczeństwo w rejonach eksploatacyjnych. Scharakteryzowano iskrobezpieczną przenośną aparaturę sejsmiczną PASAT M. Omówiono różne możliwości i sposoby wykorzystania aparatury w kopalniach węgla kamiennego, soli, rud miedzi do prześwietlania sejsmicznego między wyrobiskami i otworami, a także do profilowania sejsmicznego podłużnego w wyrobiskach górniczych, do sondowania sejsmicznego oraz do badania górotworu na okoliczność występowania utajonych zbiorników metanu, a także innych gazów.

EN

The article pointed out to the importance of identifying the condition of the rock mass and the impact of such changes on the state of security in the areas of mining. The intrinsically safe portable seismic equipment PASAT M was characterized Various possibilities and ways of how to use equipment in underground coal, salt, copper ore mines were discussed for seismic scanning between workings and holes, as well as for longitudinal seismic profiling in mine workings, for seismic probing and to study the rockmass with the view of the occurrence of the presence of latent reservoirs of methane and other gases.

14

Monitorowanie gruntu i budowli na obszarach zagrożonych wstrząsami górotworu i skutkami eksploatacji podziemnej

Isakow Z., Kuciara I. J.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2012

|

nr 4

50-57

PL

W artykule omówiono charakterystyczne przypadki skutków zjawisk związanych ze wstrząsami górotworu i eksploatacją podziemną złóż. Przedstawiono system służący do rejestracji i analizy drgań niskoczęstotliwościowych gruntu i budowli na obszarach zagrożonych wstrząsami górniczymi, tektonicznymi, a także komunikacyjnymi. Scharakteryzowano budowę systemu i transmisji danych. Opisano przykłady zastosowania systemu w praktyce.

EN

The article discusses charcteritic cases of the effects of the phenomena associated with rock bumps and mining of underground deposits. The paper presents a system for recording and analysis of low frequency oscillations of land and buildings in areas threatened by rockbursts, tectonic and communication hazards. The construction of the system and data transmission was characterized. The examples of the use of the system in practice was described.

15

Importance of measuring instrumentation in the aspect of the methane explosion hazard and geophysical hazards

Wojtas P., Isakow Z., Krzystanek Z., Trenczek S.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

405-413

EN

The paper presents the monitoring of safety parameters. The production of hard coal in Polish deep mines is carried out in difficult environmental conditions which tend to get worse year after year. Apart from the methane explosion hazard, these beds have very high levels of climatic-, fire- and seismic hazards. These hazards usually occur simultaneously, thus it is complicated to use standard prevention actions there. In order to ensure secure and efficient mining conditions, it is necessary to apply effective environment monitoring methods as well as suitable technologies which protect the underground of mines against environmental hazards. The research and implementation work in this area began in 1970s as a result of dramatically falling safety indicators in mining industry. The Institute of Innovative Technologies EMAG has had an important share in this research. The latest solution of this field are the SMP-NT/A state-of-the-art system for monitoring environmental hazards as well as the ARES and ARAMIS systems for complex analysis of geophysical hazards.

PL

W artykule omówiono monitorowanie parametrów bezpieczeństwa. Produkcja węgla kamiennego w polskich kopalniach głębinowych odbywa się w trudnych warunkach środowiskowych, które co roku mają tendencję do pogarszania się. Oprócz niebezpieczeństwa wybuchu metanu, bardzo wysoki poziom mają zagrożenia klimatyczne, pożarem endogenicznym i sejsmiczne. Zagrożenia te najczęściej występują jednocześnie, co jest skomplikowane w użyciu standardowych działań zapobiegawczych. W celu zapewnienia bezpiecznych warunków górniczych, konieczne jest zastosowanie skutecznych metod monitorowania środowiska, jak również odpowiednich technologii, które zabezpieczą podziemia kopalń przed zagrożeniami naturalnymi. Prace badawcze i wdrożenia w tej dziedzinie rozpoczęły się w 1970 roku w wyniku gwałtownie spadających wskaźników bezpieczeństwa w górnictwie. Instytut Techniki Innowacyjnych EMAG miał istotny udział w tych badaniach. Najnowszymi rozwiązaniami w tej dziedzinie są system monitorowania parametrów środowiska SMP-NT/A, jak również systemy ARES i ARAMIS do kompleksowej analizy i oceny zagrożeń geofizycznych.

16

Wykrywanie anomalii w polu eksploatacyjnym dla zwalczania zagrożenia gazowego

Trenczek S., Oset K., Isakow Z.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 1-2

58-62

PL

Przypomniano znaczenie rozpoznania poziomu zagrożeń dla bezpieczeństwa prowadzenia eksploatacji. Przedstawiono możliwości wykrywania anoamlii tektonicznych związanych z naprężeniami górotworu i występowaniem pustek. Scharakteryzowano iskrobezpieczną przenośną aparaturę sejsmiczną typu PASAT rejestrującą zjawiska rozchodzenia się fal. Podano przykład wykorzystania takiego sposobu w rozpoznaniu występowania zbiorników metanu w polu eksploatacyjnym.

EN

The author reminds of the significance of hazard level identification for the safety of conducted exploitation. The possibilities of detection of tectonic anomalies connected with rock mass stresses and occurrence of voids are presented. The intrinsically safe portable apparatus of PASAT type, registering wave propagation phenomena, is characterised. An example of use of such a method in the identification of methane reservoir occurrence in the exploitation panel is given.

17

Nowatorskie rozwiązania dotyczące problematyki monitorowania i oceny zagrożeń powierzchni terenu górniczego

Isakow Z., Juzwa J., Kuciara I. J.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2011

|

R. 49, nr 3

25-30

PL

Zagadnienie zagrożeń powstających wskutek osiadania i deformacji terenów kopalnianych jest jednym z najpoważniejszych problemów będących skutkami działalności wydobywczej. Zrealizowany w ramach Funduszu Coal & Steel projekt pt. "Prognozowanie i monitorowanie zagrożeń spowodowanych osiadaniem na obszarach kopalń węgla" był próbą wszechstronnego podjęcia tej tematyki przez partnerów z kilku krajów Unii Europejskiej. Artykuł w zwięzłej formie omawia cele projektu, zastosowane techniki oraz uzyskane wyniki w świetle zadań realizowanych przez poszczególnych jego uczestników.

EN

The hazards occurring due to the subsidence and deformation of mining areas is one of the most serious issues resulting from mining operations. The project "Prediction and monitoring of hazards resulting from subsidence on the areas of coal mines" was completed within the Coal & Steel Fund. The project was an attempt to deal with this issue and was carried out by several partners from the EU. The article presents the objective of the project, applied technologies and achieved results with respect to the tasks completed by particular partners.

18

Zintegrowany system bezpieczeństwa dla dyspozytorni zakładów górniczych

Bojko B., Isakow Z., Krzystanek Z., Trenczek S.

Wiadomości Górnicze

|

2010

|

Vol. 61, nr 7-8

434-439

PL

Przypomniano podstawowe zagrożenia naturalne występujące w polskim górnictwie oraz rys historyczny rozwoju przyrządów pomiarowych, urządzeń i systemów przeznaczonych do kontroli parametrów atmosfery kopalnianej oraz zjawisk geodynamicznych. Przedstawiono przykłady najnowszych wersji systemów wspomagających Dyspozytora ruchu i bezpieczeństwa. Omówiono najistotniejsze jego elementy powierzchniowe oraz spójny kompleks urządzeń dołowych. Opisano funkcje, jakie system realizuje, w tym automatycznie działające zabezpieczenia i alarmowanie.

EN

There have been reminded of basic natural hazards which occur in the Polish mining, and an outline of the history of development of measuring instruments, devices and systems designed for control of parameters of mine atmosphere, and geodynamic events. The examples of the latest versions of the systems which aid operators of mine control and safety with their work have been presented. The most crucial surface elements of the systems and the organized complex of underground devices have been discussed. The functions carried out by the system including automatic protections and alarming have been described in the paper.

19

Nowe kierunki rozwoju systemów geofizycznych

Isakow Z.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2010

|

R. 48, nr 6

31-36

PL

W artykule dokonano przeglądu opracowywanych i rozwijanych w Zakładzie Systemów Geofizycznych Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG pod kierunkiem autora metod stosowanych w systemach geofizycznych do badania górotworu. Służą one do oceny zagrożenia tąpaniami w kopalniach głębinowych oraz oceny zagrożeń powierzchni wywoływanych eksploatacją górniczą.

20

Modele sygnałów drgań rejestrowanych na powierzchni ziemi

Cianciara A., Isakow Z.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2009

|

R. 47, nr 3

13-18

PL

W artykule przedstawiono modele opisujące rejestrowane na powierzchni ziemi sygnały drgań, wywołane wstrząsami górniczymi. Modele opracowano w dziedzinie czasu oraz w dziedzinie widmowej. Umożliwiają one estymację parametrów opisujących drgania w ogólnym przypadku, nawet wówczas, gdy drgania mają skomplikowaną budowę i probabilistyczny charakter. Parametry opisujące drgania są wykorzystywane do oceny szkodliwego oddziaływania drgań na powierzchni ziemi.

EN

The models characterized the vibration signals registered at the earth surface and caused by bumps have been presented in the paper. The models have been developed regarding a time and a spectrum. They allow an estimation of parameters characterizing the vibrations in a general case even then when the signals are of a probabilistic character and have a complicated structure. The parameters characterizing the vibrations are used for evaluation of their harmful effect on the earth surface.