Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hierarchia zdarzeń sejsmicznych. Multifraktalne własności parametrów wstrząsów górniczych

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 265

3-151

PL

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

EN

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

2

Seismic temperature and entropy in mine

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 261

321-330

EN

A method of hierarchical presentation the set of seismic data has described. This method has used to calculate the Shannon entropy of sets of seismic events and seismic temperature. The area of high entropy and the structure of seismic events has presented.

PL

Praca zawiera opis metody hierarchicznego zapisu danych sejsmologicznych. Hierarchia danych umożliwia obliczenie entropii Shannona zbioru wstrząsów sejsmicznych i powiązanej z nią temperatury sejsmicznej. Ponadto przedstawione zostały w technice anaglifów, obszary wysokiej entropii i struktury geometrycznej wstrząsów.

3

Promieniowanie sejsmiczne w nieizotropowych i niejednorodnych ośrodkach

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 258

377-387

PL

Artykuł zawiera opis dwu numerycznych metod wyznaczania drogi promienia sejsmicznego w ośrodkach niejednorodnych i nieizotropowych.

EN

This paper contains two numerical methods of seismic ray tracing in an anisotropic non homogenous media.

4

System zdalnej łączności automatyczno-komputerowej "SZLAK"

Kajdasz Z., Buchwald P., Wanat K., Michalski J., Sałandyk W., Szadurski A.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 253

99-104

PL

System SZLAK jest systemem służącym do wspomagania akcji ratowniczych na kopalniach oraz ułatwiającym podejmowanie decyzji przez personel kierujący akcją. System zbudowany jest z dwóch komputerów połączonych ze sobą przy użyciu istniejących na kopalni kabli telefonicznych. Na każdym z komputerów jest zainstalowane specjalistyczne oprogramowanie. System umożliwia komunikację głosów, przekazywanie obrazów video, a także przesyłanie wyników pomiarów z analiz chromatograficznych, zdjęć szkiców itp.

EN

SZLAK system is designed to support mining rescue operations in mines and to help making decisions by the action management. System consists of two computers connected to each other through existing in the mine phone cables. The specialistic software is installed on each of the computers. System enables voice communication, sending video, and exchanging many kind of data such as: results of chromatographic analyses, pictures, drafts etc.

5

Technologia wydzielania na mokro klasy ziarnowej 2-0 mm z miału surowego 20(30)-0 mm o dużej zawartości iłów na przesiewaczu wibracyjnym typu PWS-2663

Sorek S., Grund J., Kubicki T., Wanat K.

Maszyny Górnicze

|

2002

|

R. 20, nr 2

20-28

PL

W artykule przedstawiono technologię odsiewania na mokro najdrobniejszych ziaren, tzn, klasy ziarnowej 2-0 mm, z miału surowego 20(30)-O mm, w warunkach Zakładu Przeróbczego KWK "Janina-Ruch I". Opisano genezę powstania koncepcji wyżej wymienionego rozwiązania oraz warunki jakie należało uwzględnić przy projektowaniu całego węzła technologicznego. Wynikiem prac projektowo-konstrukcyjnych jest przesiewacz wibracyjny PWS-2663 oraz układ podawania wody natryskowej, wspomagającej proces klasyfikacji. Omówiono wyniki badań technologicznych nowego przesiewacza po jego zabudowie i oddaniu do eksploatacji oraz analizę ruchowo-eksploatacyjną. Przedstawione rozwiązanie wydzielania na mokro klasy ziarnowej 2-0 mm zweryfikowano, porównując wyniki technologiczne nowego przesiewacza PWS-2663 z wynikami przesiewacza LIWELL LF2,5x7,6 pracującego poprzednio.

EN

The technology of wet screening of the finest sizes, that is the size class 2-0 mm, from the raw coal fines 20(30)-0 mm in the conditions of the Preparation Plant at the Janina-Ruch I Colliery, was presented in the paper. The genesis of the concept for the above mentioned solution as well as conditions that have to be included in the designing of entire technological nod were described. The PWS-2663 vibrating screen and the system for feeding the spray water, supporting the classification process, result from the development-and-designing work. The results of technological tests of a new screen after its installation and preparation for the operation and operational analysis were discussed. The presented solution of wet screening of the size c!ass2 0 mm was verified by comparing the technologic results of a new PWS-2663 screen with the results of the LIWELL LF2,5x7,6 screen that was operated previously.

6

Multifraktalny model rozkładu wstrząsów górniczych

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 246

517-529

PL

Praca zawiera przedstawienie kilku empirycznych praw sejsmologii w terminologii fraktalnej. Wstrząsy sejsmiczne zostały przedstawiono jako zjawisko multifraktalne. Został przedstawiony prosty model zagrożenia sejsmicznego kopalni złota Generał Brandt (RPA) reprezentowany przez multiplikatywny generator liczb losowych. Ponadto przedstawiono mową metodę dyskretyzacji przestrzeni i analizy fraktalnej.

EN

Empirical laws in seismology are interpreted from a fractal perspective, and rock bursts are viewed as a complex multifractal phenomenon. Simple model of rock bursts on General Brantd Gold Mine (SA) can be generated by a random multiplicative process. New method of space discretization and fractal analyses is presented.

7

Model zagrożeń skojarzonych

Wanat K., Kabiesz J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 246

531-549

PL

Praca zawiera opis zasad tworzenia modeli zagrożeń skojarzonych z wykorzystaniem pojęć rozmytych odpowiadających zbiorom rozmytym i stowarzyszoną z nimi logikę rozmytą. Zostały wprowadzone tylko te pojęcia i metody, których wymagał opracowany, numeryczny program stanu zagrożeń skojarzonych. Omówiono metodykę wnioskowania rozmytego i jej zastosowanie do oceny i optymalizacji stanu zagrożeń.

EN

Presented poper contain a description of total hazard on mine included rock-burst, coal fire, water and methane blast hazard. The fuzzy sets theory and fuzzy logic have been used to the goal of computer artificial human feeling of a hazard. The method of artificial finking and safety optimal mine design have been presented.

8

Niestabilność masywu skalnego

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

1999

|

z. 244

129-142

PL

Ogólna teoria katastrof została stworzona w latach sześćdziesiątych przez matematyka francuskiego Thoma. Jest to teoria dotycząca problemów osobliwości, a zastosowana w nauce bezpośrednio operuje na własnościach nieciągłości. W zastosowaniach praktycznych teoria katastrof może poszczycić się wieloma sukcesami w mechanice, fizyce, sejsmologii i innych dziedzinach. Wiele nieciągłych zjawisk, które przed jej powstaniem były niemożliwe do wyjaśnienia, może być opisywanych w ramach teorii katastrof, a przewidywane z jej użyciem zjawiska doskonale zgadzają się z rzeczywistymi. W wielu przypadkach teoria katastrof rzuciła nowe światło na opisywane przez nią problemy. Nagła zmiana deformacji skał, spadek naprężeń i wyzwolenie energii w niestabilnych procesach trzęsień Ziemi bądź wstrząsów górniczych zostały omówione w prezentowanym artykule.

EN

General Catastrophe Theory, established by the French mathematician Thom in the late sixties, is a theory about singularities which, when applied to scientific problems, deals with the properties of discontinuous directly. As the theory aimed at application, Catastrophe Theory has achieved great success in mechanics, physics, seismology and many other fields. Many discontinuity phenomena, which have been mathematically intractable, can now be dealt with by Catastrophe Theory, and the predicted results from the catastrophe analysis agree very well with experimental results, in many cases Catastrophe Theory throw new light on the problem. Sadden jump of rock deformation, stress drop and energy released in the unstable process of earthquake or rockburst in mine are studied in this paper.

9

Lokalizacja ognisk wstrząsów górniczych z długości zapisu sejsmogramów

Wanat K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

1999

|

z. 244

143-149

PL

Wstrząsy Ziemi lub wstrząsy górnicze są tradycyjnie lokalizowane poprzez czasy pierwszych wejść fal sejsmicznych. Ponieważ amplituda drgań cząstek ośrodka zanika w funkcji odległości od źródła, jest możliwe lokalizowania wstrząsów przez dane o amplitudzie fal lub przez korespondującą długość zapisu sejsmogramu. Amplituda czy długość zapisu zależą od wielu czynników, przez co nie należy spodziewać się bardzo dokładnych wyników z użyciem wskazanej metody. Jednak lokalizacja zdarzeń z jej wykorzystaniem ma swoje specyficzne zalety:(1) Amplitudę czy długość zapisu można ocenić łatwiej niż czasy wejść fal sejsmicznych.(2) Energia wstrząsu oceniana z długości zapisu jest miarą siły wstrząsów powszechnie stosowanych w polskich kopalniach

EN

Rockburst in mine or earthquakes are traditionally located using travel times. However, since the ground-motion amplitude generally decays with distance from the source, it shod also be possible to locate rockbursts and earthquakes using amplitude data or corresponded with them coda-duration magnitude. Amplitudes or coda-duration are effected by many factors other then the distance, so that do not expect to be able to locate the hypocenter, the location of the initial rupture, very accurately with amplitude data. However, locating rockburst with amplitudes has its own merits: (1) the amplitude are usually much easier to determine than the arrival times, especially for events with complex rupture patterns. (2) the seismic energy obtain from coda-duration magnitude is often used as a measure of the strength of seismic events in mines; at least this is a common practice in Polish mines.