Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza możliwości powstania zapadliska według wybranych metod prognozowania

Strzałkowski P., Szafulera K.

Przegląd Górniczy

|

2018

|

T. 74, nr 7

30--34

PL

Praca dotyczyła analiz możliwości wystąpienia zapadliska nad płytkim wyrobiskiem korytarzowym przy wykorzystaniu wybranych metod. Dokonano obliczeń przy zastosowaniu metod: M. Chudka – W. Olaszowskiego, W. Janusza – A. Jarosza, opartej na teorii sklepienia ciśnień oraz MES. Wyniki obliczeń wskazały na pewność wystąpienia zapadliska w przypadku stosowania metod M. Chudka – W. Olaszowskiego i opartej na teorii sklepienia ciśnień. Z uwagi na fakt, że zapadlisko istotnie powstało, uznać można, że metody te najlepiej sprawdziły się w rozpatrywanych warunkach.

EN

This paper presents the analyses of possibility of occurrence of sinkhole over a low mining excavatio. The calculations have been made using the following methods: M. Chudek – W. Olaszowski, W. Janusz – A. Jarosz, the method’s using theory of relaxation zone and MES. The results of calculations performed by use of M. Chudek – W. Olaszowski method and the theory of relaxation zone indicated on certainty of sinkhole occurrence. Due to the fact, that the sinkhole has been created we can notice that the two methods are the most appropriate in the analyzed geological and mining conditions.

2

Wykorzystanie MES do prognozowania przemieszczeń terenu wywołanych eksploatacją górniczą

Warchala E., Szostak-Chrzanowski A., Stefanek P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 99

171--183

PL

Podziemna eksploatacja górnicza wywołuje w górotworze zmiany pól przemieszczeń i naprężeń. W przypadku prowadzenia podziemnej eksploatacji w pobliżu zbiorników odpadów poflotacyjnych niezmiernie ważne jest wyznaczenie zakresu osiadania górotworu pod fundamentami podstawy zapór ziemnych otaczających te zbiorniki. Dokładność rozwiązania MES jest głównie zależna od jakości danych geomechanicznych charakteryzujących poszczególne geologiczne warstwy górotworu oraz regiony górotworu, w których prowadzona jest eksploatacja. Jeżeli wartości osiadań na powierzchni obliczone przy zastosowaniu MES i pomierzone niwelacją geodezyjną nie są zgodne, wtedy wartości modułów Younga charakteryzujących regiony eksploatacji są korygowane. W niniejszym artykule została przedstawiona opracowana metoda analizy MES deformacji górotworu dla kopalni podziemnej w celu określenia wpływu eksploatacji górniczej na przemieszczenia powierzchni terenu w rejonie filara ochronnego zapory zachodniej zbiornika odpadów poflotacyjnych (Obiektu Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych – OUOW) Żelazny Most. W badanym obszarze prowadzona była eksploatacja górnicza systemem komorowo-filarowym z ugięciem stropu (R-UO) w latach 2008–2016 oraz planowana jest podobna na lata 2017–2019 systemem komorowo-filarowym z podsadzką hydrauliczną ze względu na zwiększenie miąższości złoża.

EN

Underground mining extraction causes the displacement and changes of stress fields in the surrounding rock mass. The determination of the changes is extremely important when the mining activity takes place in the proximity of post-flotation tailing ponds, which may affect the stability of the tailing dams. The deterministic modeling based on principles of continuum mechanics with the use of numerical methods, e.g. finite element method (FEM) should be used in all problems of predicting rock mass displacements and changes of stress field, particularly in cases of complex geology and complex mining methods. The accuracy of FEM solutions depends mainly on the quality of geomechanical parameters of the geological strata. The parameters, e.g. young modulus of elasticity, may require verification through a comparison with measured surface deformations using geodetic methods. This paper presents application of FEM in predicting effects of underground mining on the surface displacements in the area of the KGHM safety pillar of the tailing pond of the OUOW Żelazny Most. The area has been affected by room and pillar mining with roof bending in the years 2008-2016 and will be further exposed to room-and-pillar extraction with hydraulic filling in the years 2017–2019.

3

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.

4

64-bitowa aplikacja Szkody 7.0 do prognozowania deformacji górotworu

Gruchlik P.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 12

102--106

PL

Szkody 7.0 to kolejna, nowa wersja programu do prognozowania deformacji górotworu przygotowana do pracy w środowisku o architekturze x64. Przystosowanie programu do nowego 64-bitowego środowiska wymagało optymalizacji kodu tak, aby program Szkody mógł w pełni wykorzystywać moc 64 bitów. Taka modernizacja programu w odpowiednim systemie operacyjnym zwiększa wydajność i precyzję wykonywania obliczeń.

EN

Szkody 7.0 is another, updated version of the program for making forecasts of ground deformation, prepared to work in the x64 architecture environment. Adapting the program to the new 64-bit architecture environment required the optimization of the code so that the program Szkody could use the full power of 64 bits. Such redevelopment of the program in the correct operating system increases the efficiency and precision of calculations.

5

Rozwój metod prognozowania górniczych deformacji terenu. Część 1

Cygan J., Florkowska L.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 2

53--61

PL

Poszukiwania skutecznych metod prognozowania górniczych deformacji terenu związane były z rozwojem górnictwa podziemnego na skalę przemysłową. Wynikały one bezpośrednio z konieczności ochrony najbardziej zurbanizowanych ośrodków przemysłowych przed szkodami wywoływanymi działalnością wydobywczą. Rozwój badań naukowych nad zachowaniem się naruszonego eksploatacją górotworu miał i ma wymiar aplikacyjny. Zagadnienia te z jednej strony charakteryzują się znaczą (fizyczną i matematyczną) złożonością z drugiej zaś ich praktyczne zastosowanie pociąga za sobą poważne konsekwencje. W pracy przedstawiony został rozwój naukowych metod predykcji wpływu podziemnej eksploatacji złóż. Metody te formułowane były zarówno na gruncie matematycznych metod mechaniki ciała stałego, jak też z wykorzystaniem teorii ośrodków stochastycznych. Najlepiej zweryfikowane pomiarowo okazały się, jak dotychczas, metody podające geometryczno-całkowe zależności pomiędzy parametrami eksploatacji i parametrami deformacji powierzchni (mowa tu przede wszystkim o teorii Budryka-Knothego). Rozwój numerycznych metod obliczeniowych przyniósł próby zastosowania ich również w rozwiązywaniu zagadnień związanych z oddziaływaniem górnictwa na stan masywu skalnego oraz powierzchni terenu. Postęp technologii informatycznej, pozwalający na prowadzenie zaawansowanych obliczeń, umożliwia wykorzystanie bardziej złożonych matematycznych opisów zachowania się górotworu. Dzięki temu możliwe stało się uwzględnienie właściwości plastycznych i reologicznych skał a także wyjście poza obszar mechaniki ośrodków ciągłych i wprowadzenie opisów kruchego niszczenia. Tworzone są także modele wykorzystujące właściwości sieci neuronowych. Część I artykułu przedstawia systematykę podziału oraz podstawy formalizmu opisu, na bazie wybranych metod prognozowania. Zagadnienia dotyczące wykorzystania nowoczesnych technik obliczeniowych zawarte zostały w II części artykułu.

EN

The search for effective methods of forecasting mining ground deformation were associated with the development of underground mining on an industrial scale. They resulted directly from the need to protect the most urbanized industrial centers against damage caused by mining activities. Research into the behavior of the rock mass, which has been disturbed by the exploitation was and is of application. These issues are on the one hand characterized by a mean (physical and mathematical) complexity on the other hand their practical application involves serious consequences. In this work the development of scientific methods for predicting the impact of underground mining has been presented. These methods were both formulated on the basis of mathematical methods of solid mechanics, as well as using the theory of stochastic media. The best verified by measurements proved, so far, the method of giving the geometric integral relationship between the operating parameters and parameters of surface deformation (we are talking mainly about the Budryk-Knothe theory). The development of numerical calculation methods brought attempts to apply them also in solving issues related to the impact of mining on the state of the rock mass and surface of land. The progress of information technology, which allows for advanced calculations, enables the use of more complex mathematical description of the behavior of the rock mass. This made it possible to include plastic and rheological properties of the rocks and go beyond the area of continuum mechanics and the use brittle damage descriptions. Models using the properties of neural networks are also created. Issues relating to the use of modern computational techniques were included in the second part of this article.

6

Destrukcja skał stropowych w rejonach ścian z zawałem stropu

Konopko W., Kowalski A.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 4

3--12

PL

W artykule dokonano przeglądu wyników badań destrukcji górotworu nad wybraną przestrzenią w pokładzie węgla kamiennego, a także kształtowania się deformacji górotworu. Opisano specyfikę i prawidłowości przemieszczania się górotworu nad polami eksploatacji ścianowej prowadzonej z zawałem stropu. Następnie wyznaczono wysokości stref destrukcji (porowatości) górotworu nad polami krótkiej i długiej ściany eksploatowanej z zawałem stropu, a także nad parcelą utworzoną z dwóch długich ścian. Celem było określenie współczynnika wtórnej porowatości górotworu nad eksploatacją z zawałem stropu.

EN

The article reviews the results of studies regarding the destruction of the rocks mass over the extracted area in hard coal seams as well as the deformations layout. The character and regularities in the scope of rock mass displacement over the longwall mining areas were described. Then, the heights of the rock mass destruction (porosity) zones were determined for long and short longwalls with roof caving as well as for a production area composed of two longwalls. The objective was to determine the secondary rock mass porosity coefficient over the mining and caving areas. The rock mass undermined with the extraction of coal seams with caving subsides over the goafs with the value changing the vertical plane from the roof (range) of the mined seam. The value of the production working roof (range) fall is higher than the surface subsidence value. The distribution of empty spaces in the undermined rock mass, understood as a secondary porosity of the rock mass, changes significantly with the distance from the roof of longwall workings. About 10% of the empty spaces resulting from the mining and roof caving of a seam with the height of the production working of g, cumulate in the full caving zone, in the caving roof zone (3.5 g) – approximately 16%. The remaining 84% of the empty spaces are located above the caving roof, up to the height of 33 g over the goaf. Further, the rock mass subsides linearly, in line with the common definition.

7

Simulation of rock mass horizontal displacements with usage of cellular automata theory

Sikora P.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

749--763

EN

W artykule przedstawiono płaski model górotworu jako deterministyczny, skończony automat komórkowy. Wykorzystana do opisu rozkładu deformacji wewnątrz górotworu i na jego powierzchni teoria automatów pozwala w relatywnie prosty sposób uzyskać profil niecki obniżeniowej zgodny z profilem obserwowanym pomiarami geodezyjnymi na powierzchni terenu. Przedstawiony w pracy najprostszy model górotworu przedstawia jego płaski przekrój w postaci regularnej siatki komórek, które ściśle do siebie przylegają i mają jednakowy kształt (Rys. 1). Dla modelu zdefiniowano podstawowe parametry automatu komórkowego takie jak: warunki brzegowe, decydujące o początku i końcu symulacji, sąsiedztwo komórkowe, określające przestrzeń w siatce komórek, w obrębie której dochodzi do bezpośredniej wymiany informacji zapisanych w poszczególnych komórkach oraz funkcję przejścia, która decyduje o ostatecznej charakterystyce rozkładu symulowanego zjawiska w siatce automatu. W artykule zastosowano deterministyczną funkcję rozkładu. W wyniku licznych prób modelowych stwierdzono, że stosowana funkcja rozkładu dla symulacji rozkładu obniżeń (Rys. 3) nie pozwala na symulację ruchów poziomych jakościowo i ilościowo zgodnych z przemieszczeniami poziomymi obserwowanymi w rzeczywistości. Jako rozwinięcie dotychczasowej koncepcji budowy górotworu jako skończony automat komórkowy, w pracy opisano funkcję rozkładu (Rys. 5), która pozwala, równolegle do symulacji obniżeń, symulować przemieszczenia poziome zgodne z wynikami obserwacji geodezyjnych. Na podstawie wyników licznych symulacji komputerowych opisano podstawową matematyczną zależność (wzór 11) określającą stosunek maksymalnych przemieszczeń poziomych do maksymalnych obniżeń w niecce nadpełnej w odniesieniu do przyjętych parametrów opisanego modelu górotworu, tj.: odwzorowywanych w rzeczywistości wymiarów komórki, wartości tzw. przejścia głównego, głębokości eksploatacji oraz parametru maksymalnego nachylenia (będącego odpowiednikiem np. parametru tgβ w teorii Budryka-Knothego). Dla pokazania możliwości zaproponowanego automatu komórkowego wykonano symulację rozkładu deformacji wewnątrz modelu górotworu i wyznaczono profil linii obniżeń, nachyleń, przemieszczeń poziomych i odkształceń poziomych powierzchni modelu dla przykładu abstrakcyjnego, wyeksploatowanego pokładu o określonych parametrach górniczo-eksploatacyjnych. W wyniku symulacji otrzymano nadpełną nieckę obniżeniową o kształcie opisywanym przez całkę z funkcji Gaussa, w której rozkład przemieszczeń poziomych był zbieżny z modelem wzorcowym.

8

Numerical modeling of exploitation relics and faults influence on rock mass deformations

Wesołowski M.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

893--906

EN

This article presents numerical modeling results of fault planes and exploitation relics influenced by the size and distribution of rock mass and surface area deformations. Numerical calculations were performed using the finite difference program FLAC. To assess the changes taking place in a rock mass, an anisotropic elasto-plastic ubiquitous joint model was used, into which the Coulomb-Mohr strength (plasticity) condition was implemented. The article takes as an example the actual exploitation of the longwall 225 area in the seam 502wg of the “Pokój” coal mine. Computer simulations have shown that it is possible to determine the influence of fault planes and exploitation relics on the size and distribution of rock mass and its surface deformation. The main factor causing additional deformations of the area surface are the abandoned workings in the seam 502wd. These abandoned workings are the activation factor that caused additional subsidences and also, due to the significant dip, they are a layer on which the rock mass slides down in the direction of the extracted space. These factors are not taken into account by the geometrical and integral theories.

PL

Obecnie większość prognoz deformacji powierzchni terenu wywołanych eksploatacją górniczą wykonuje się na podstawie metod geometryczno-całkowych. Metody te charakteryzują się nie tylko znaczną prostotą, ale także pozwalają na uzyskanie stosunkowo dobrych opisów rzeczywistych deformacji nawet w przypadku bardzo skomplikowanych kształtów pól eksploatacyjnych. Jednak w przypadku, gdy górotwór jest znacznie zaburzony tektonicznie lub naruszony wcześniejszą eksploatacją górniczą, zastosowanie metod geometryczno-całkowych nie daje już tak zadowalających rezultatów. Dlatego też w ostatnim czasie rozwinął się nowy kierunek badań, który do opisu zjawisk deformacyjnych zachodzących w górotworze z powodzeniem wykorzystuje techniki obliczeniowe, opierające się głównie na rozwiązaniach z dziedziny mechaniki ośrodków ciągłych. Wśród znanych metod obliczeniowych wymienić należy metody: elementów skończonych, różnic skończonych, elementów brzegowych oraz elementów odrębnych. Metody te znajdują powszechne zastosowanie w zagadnieniach związanych z mechaniką skał, a także problematyką ochrony terenów górniczych. Przebieg procesu deformacji jest ściśle związany z warunkami geologicznymi rozpatrywanego górotworu. Jako najważniejsze z tych warunków wymienić należy między innymi istniejące deformacje tektoniczne znajdujące się w zasięgu oddziaływania eksploatacji górniczej oraz zaszłości eksploatacyjne w postaci słabo udokumentowanych zrobów (Kowalski et al., 2010). Obecność w górotworze uskoków oraz dużych płaszczyzn pęknięć może powodować znaczne zaburzenia procesów deformacyjnych (Majcherczyk et al., 2011, Ścigała, 2013). Występowanie tego typu zaburzeń może być powodem tworzenia się na powierzchni deformacji nieciągłych w postaci progów eksploatacyjnych lub szczelin w warstwie nadkładowej. W przypadku występowania zaszłości eksploatacyjnym może dojść do zjawisk ich reaktywacji, które w znacznym stopniu mogą zwiększać zasięg powstałych deformacji powierzchni terenu. Należy w tym miejscu podkreślić, że prawidłowy opis tego typu czynników przy wykorzystaniu metod geometryczno-całkowych najczęściej stosowanych do prognozowania deformacji powierzchni terenu jest praktycznie niemożliwy W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego wpływu płaszczyzn uskokowych oraz zaszłości eksploatacyjnych na wielkość i rozkład deformacji górotworu oraz powierzchni terenu. Obliczenia numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem programu różnic skończonych FLAC. Do oceny zmian zachodzących w górotworze wykorzystano anizotropowy sprężysto-plastyczny model ubiquitous joint, w którym zaimplementowano warunek wytrzymałościowy (uplastycznienia) Coulomba-Mohra. Model ten jest anizotropowym ośrodkiem plastycznym zawierającym płaszczyzny osłabienia określonej orientacji. W artykule posłużono się przykładem rzeczywistej eksploatacji rejonu ściany 225 w pokładzie 502wg w KWK „Pokój”. Na podstawie wykonanych symulacji komputerowych można stwierdzić, że głównym czynnikiem powodującym dodatkowe deformacje powierzchni terenu są stare zroby w pokładzie 502wd. Zroby te pełnią funkcję aktywacyjną powodując dodatkowe obniżenia, a ponadto wskutek znacznego upadu stanowią warstwę, po której ześlizguje się górotwór w kierunku wybranej przestrzeni, powodując znaczne zwiększenie obniżeń terenu po stronie wzniosu warstw górotworu. Proponowany w artykule schemat modelowania może być wykorzystany do uzupełnienia procesu prognostycznego o elementy dotychczas nieuwzględniane we wcześniejszych pracach.

9

Mining hazards analysis with simultaneous mining copper ores and salt deposits in LGOM (Legnica-Głogów Copper Belt) mines with regard to dynamic influences

Kłeczek Z., Niedojadło Z., Popiołek E., Skobliński W., Sopata P., Stoch T., Wójcik A., Zeljaś D.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

553--570

EN

In the case of locating two bedded deposits of different mineral resources in a small vertical distance, additional or increased mining hazards can occur (deformations of the rock mass, crumps and mining shocks, hazards to the land surface). This paper has thoroughly examined the impact of exploitation of the lower-located deposit of copper ore on the higher-located deposit of salt as well as the reverse situation as regards the dynamic phenomena, being the greatest lithospheric hazard in LGOM. At the same time theoretical models of processes were applied, verified by previous observations in situ in mines of Legnica-Głogów Copper Belt.

PL

W przypadku usytuowania dwóch pokładowych złóż różnych surowców mineralnych w niewielkiej odległości pionowej mogą występować dodatkowe lub zwiększone zagrożenia górnicze (deformacje górotworu, tąpania i wstrząsy górnicze, zagrożenie powierzchni terenu). W pracy rozważono wszechstronnie oddziaływanie eksploatacji niżej zalegającego złoża rudy miedzi na wyżej zalegające złoże soli kamiennej oraz sytuację odwrotną w zakresie zjawisk dynamicznych, będących największym zagrożeniem litosferycznym w LGOM. Wykorzystano przy tym modele teoretyczne procesów, zweryfikowane przez dotychczasowe obserwacje in situ w kopalniach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego.

10

Kinematyka konwergencji górotworu solnego oraz przemieszczeń punktów w rejonie szybu Kinga KS „Wieliczka” S.A.

Hejmanowski R., Malinowska A., Obyrn K. d'

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

51--55

PL

Pomiary konwergencji stosowane są w górotworze celem badania i lokalizacji miejsc szczególnie zagrożonych naprężeniami występującymi wskutek koncentracji eksploatacji w danym rejonie lub szczególnych właściwości geologicznych górotworu. Wyniki takich pomiarów mają zatem kluczowe znaczenie dla oceny zagrożeń geomechanicznych w kopalniach głębinowych. Stanowią również podstawę dla budowy i estymacji parametrów modeli teoretycznych. Analiza wyników pomiarów konwergencji w odniesieniu do całego masywu naruszonego górotworu jest niezwykle złożona i może być obarczona znacznymi błędami. Zebrano i przeanalizowano wyniki wieloletnich wysokościowych pomiarów geodezyjnych. Zgromadzono także wyniki dostępnych pomiarów konwergencji z kilku komór solnych. W artykule podjęto próbę prowadzenia analizy łącznie z oceną ruchów punktów wysokościowych w wyrobiskach kopalnianych i rurze szybowej. Analiza przestrzenna zestawiająca całość wyników z sytuacją górniczo-geologiczną pozwala na łatwiejsze i obarczone mniejszą niepewnością wnioskowanie. Tego typu analizy pozwalają na lokalizację związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy konwergencją komór a przemieszczeniami punktów, a tym samym na lokalizację zagrożonych rejonów kopalni. Wdrożenie geograficznych systemów informacyjnych (GIS) pozwoliło na wykazanie celowości tego typu analiz.

EN

One of the main goals of convergence measurements in underground mining is assessing the risks related to caves deformations. Those deformations might be caused by the concentration of mining activities in a given region or by specific geological conditions. The results of such measurements are crucial for assessing the stability of caves in underground mines. The results of measurements are also used for improving the parameters and accuracy of theoretical models. The analysis of the convergence measurements and underground leveling is an extremely complex process, burdened with significant error. The results of the leveling and convergence measurements were gathered in the database. The presented research was focused on the analysis of the movements in mine chambers and in the shaft. The spatial analysis based on mining and geological factors can be used for defining the cause-and-effect relationships between the convergence of the chambers and the displacements of the measurement point. In this way the endangered areas could be established. Implementing of the geographical information systems (GIS) in the research enabled to work out complex analysis.

11

Wpływ deformacji górotworu na warunki ochrony powierzchni oraz zasoby użytkowe wód podziemnych przy podziemnym zgazowaniu węgla

Palarski J., Jendruś R., Strozik G.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 8

149--155

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z wpływem deformacji górotworu wywołanej przez podziemne zgazowanie węgla na warunki ochrony powierzchni oraz środowisko wód podziemnych. Omówiono dotychczasowe doświadczenia światowe w zakresie podziemnego zgazowania węgla oraz aktualnie prowadzone krajowe badania naukowe w tym obszarze. Dokonano oceny korzyści i zagrożeń wynikających z ewentualnego zastosowania podziemnego zgazowania do zagospodarowania dotąd nie udostępnionych górniczo złóż węgla kamiennego, części złóż pozostawionych w kopalniach likwidowanych oraz prowadzenia prób podziemnego zgazowania w kopalniach czynnych. Przeanalizowano wpływ strefy zawału oraz strefy spękań na wzrost mobilności wód podziemnych oraz przedstawiono rozważania dotyczące doboru rozmiarów kawern reakcyjnych pod kątem eliminacji zagrożenia występowania deformacji nieciągłych. Omówiono wybrane zależności opracowane dla górniczej eksploatacji podziemnej do szacowania wysokości strefy zawału i strefy spękań oraz określania warunków dla uniknięcia wystąpienia deformacji nieciągłych na powierzchni terenu przy stosowaniu podziemnego zgazowania węgla.

EN

This paper presents selected issues on the impact of rock mass deformation which occurred as the result of the underground coal gasification process, on the conditions of surface and ground waters’ environment protection. Current global experience in the field of underground coal gasification as well as currently performed scientific research projects in Poland have been described. An assessment of advantages and potential hazards, resulting from the application of underground gasification for the management of yet unmined parts of beds, rest of beds available in already closed mines as well as underground gasification tests conducted in active coal mines was performed. The impact of caving and fractured zones on the increase of ground water mobility has been analyzed. Furthermore, considerations regarding the selection of gasification cavern dimensions in terms of elimination of the discrete deformation hazard have been presented. In the end, selected equations devised for the underground mining exploitation to estimate caving zone and fractured zone heights as well as the determination of conditions for elimination of the hazard of discrete deformation occurrence on the ground surface in the process of underground coal gasification were presented.

12

Możliwości redukcji negatywnych oddziaływań podziemnego zgazowania węgla na środowisko przez podsadzanie pustek podziemnych

Palarski J., Strozik G.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 8

156--162

PL

W artykule przedstawiono rozważania dotyczące oddziaływania procesu podziemnego zgazowania węgla kamiennego na deformacje górotworu i powierzchni terenu oraz możliwości ich ograniczenia poprzez zastosowanie podsadzania powstających w tym procesie pustek z uwzględnieniem różnych, stosowanych na świecie rozwiązań w zakresie technologii i sposobu prowadzenia procesu podziemnego zgazowania węgla. Podkreślono znaczenie konieczności zabezpieczenia otoczenia zarówno samej strefy georeaktora, jak i jej otoczenia przed wynoszeniem zanieczyszczeń przez migrujące wody podziemne oraz wpływ pustek powstających w toku zgazowania podziemnego na rozwój deformacji górotworu mogących mieć wpływ zarówno na warunki ochrony powierzchni terenu, jak i na dynamikę przepływów wód podziemnych. Omówiono podstawowe dotychczas stosowane rodzaje technologii podziemnego zgazowania pod kątem możliwości kontroli rozwoju i przemieszczania się strefy georeaktora oraz cele i ograniczenia stosowania technologii wypełniania pustek podziemnych dla ograniczenia negatywnych oddziaływań procesu zgazowania na środowisko.

EN

This paper presents information on the impact of underground coal gasification process on the deformations of rock mass and ground surface as well as the possibilities of their reduction thanks to the application of backfilling of underground voids, resulting from this process, taking into account various solutions, in the field of technology and methods of handling the underground coal gasification process, adopted worldwide. A need for isolation of both the georeactor space as well as its surroundings against migration of contaminants with migrating ground waters was discovered. Impacts of underground voids formed as the result of underground coal gasification on rock mass deformations have been discussed in terms of surface protection as well as the dynamics of ground water flow. Most important technologies of underground coal gasification have been described in terms of the possibilities of the development and mobility of the georeactor zone control as well as the objectives and limitations of underground voids filling technologies’ application to reduce the adverse effects of gasification process on the environment.

13

Metoda prognozowania deformacji powierzchni terenu w rejonie złóż gazu i ropy naftowej wraz z analizą zagrożeń infrastruktury technicznej

Hejmanowski R., Malinowska A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2012

|

T. 28, z. 3

113-125

PL

Eksploatacja złóż gazu ziemnego i ropy naftowej w pewnych warunkach zalegania tych złóż może wywoływać deformacje ciągłe powierzchni terenu. Deformacje takie objawiają się w postaci niecek obniżeniowych o znacznym zasięgu i maksymalnych obniżeniach zależnych od całkowitej miąższości basenu, właściwości kompakcyjnych skał i szeregu innych czynników. W historii zdarzały się niecki o maksymalnych obniżeniach dochodzących do 9 metrów. W niecce obniżeniowej występują także strefy naprężeń niebezpieczne dla infrastruktury technicznej i budynków. Deformacje takie mogą wpływać niekorzystnie na budynki i budowle, ale także na infrastrukturę własną zakładów górniczych. Znane są przypadki zniszczenia otworów i ich uzbrojenia, bądź utraty ich szczelności. Z uwagi na to istnieje konieczność wykonywania analizy możliwości wystąpienia takich niekorzystnych zjawisk, monitorowania deformacji w trakcie eksploatacji złoża i ochrony infrastruktury zlokalizowanej w zasięgu wpływów eksploatacji. W artykule przedstawiona jest problematyka prognozowania deformacji powierzchni w warunkach eksploatacji złóż surowców ciekłych i gazowych. Przyjęto założenie o związku przyczynowo-skutkowym między kompakcją skały basenu a obniżeniem powierzchni terenu. Model obliczeniowy oparto na tzw. funkcji wpływów i superpozycji wpływów elementarnych. Dla celów ochrony obiektów i infrastruktury opracowany został model oceny zagrożenia obiektów bazujący na elementach logiki rozmytej. Model ten pozwala na uwzględnienie w analizach czynników ilościowych i jakościowych determinujących zagrożenie uszkodzeniem. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie jednoznacznej wartości różnicującej zagrożenie poszczególnych budynków na danym terenie. Analizy przestrzenne, które pozwalają na uwzględnienie dużej ilości budynków mogą być wspomagane poprzez zastosowanie systemów GIS. W artykule zostało to zilustrowane na przykładzie praktycznym.

EN

Hydrocarbon production under certain geological conditions of these deposits can cause surface subsidence and deformation of the terrain surface. Such deformations appear as subsidence troughs of considerable range and the magnitude of the subsidence depending on the total thickness of the reservoir, compaction properties of reservoir and on the number of other factors. In the past there have been widely recognized magnitudes of the subsidence up to 9 meters. The stress zones in the subsidence trough may affect the buildings and surface structures. However there have been well known some cases of destroyed boreholes or pipelines belonging to the gas or oil mine. Therefore there is a requirement to analyze the possibility of occurrence unfavorable phenomenon on the ground surface, to monitor surface deformations during production and to protect surface infrastructure located in the range of mining influences. In the paper the issue of surface subsidence caused by hydrocarbon production has been presented. The cause - effect relationship between the compaction of thereservoir rock and the subsidence of surface area has been assumed. The prediction model base on the influence function and on the superposition of elementary influences. For the purpose of building damage protection a new model of risk assessment has been developed. This model base on the elements of fuzzy logicallows to incorporate in the analysis the quantitative and qualitative factors that contribute to the risk of building damage. Use of the fuzzy logic made it possible to obtain one value which clearly discriminate the risk of buildings damage. However, risk analyzes of damage to the large number of buildings has been required additional tools. The spatial analysis has been made by using GIS. The subjects of the paper have been illustrated with a practical example.

14

Analiza stanu odkształcenia górotworu w sąsiedztwie płytkich wyrobisk górniczych

Szafulera K.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2012

|

nr 4

58-66

PL

W artykule przedstawiona została numeryczna analiza stanu odkształcenia górotworu w sąsiedztwie wyrobisk zalegających na małej głębokości. Deformacje górotworu w otoczeniu tych wyrobisk określone zostały przy użyciu programu FLAC(3D). W wyniku obliczeń przeprowadzonych za pomocą tego programu określone zostały wartości składowych tensora odkształcenia, na podstawie których obliczone zostały następnie wartości odkształceń głównych.

EN

This paper presents the numerical analysis of the deformation condition of the rock mass in the vicinity of the workings located at small depth. Deformation of the rock mass in the vicinity of these workings was determined using FLAC(3D). As a result of the calculations carried out with the software the values were defined of the strain tensor components on the basis of which the main deformation values were then determined.

15

Theoretical model of parameter r distribution in the layered rock mass

Jędrzejec E.

Archives of Mining Sciences

|

2011

|

Vol. 56, no 1

135-156

EN

On the basis of analysis of subsidence transitivity in the Budryk-Knothe theory the independence of this theory feature from the selection of the function r(z,H) was shown. Attention was drawn to the existence of the transformation law, to which the parameter r is subject with the change of boundary condition location. The discussion of a particular case of function r(z,H) with invariant form in relation to this location was given. The possibility of subsidence description in the layered rock mass using the Budryk-Knothe theory and the way of parameter r calculation in this case were presented.

PL

Celem niniejszej pracy jest wyjaśnienie związku pomiędzy tranzytywnością opisu niecki obniżeniowej w teorii Budryka-Knothego a własnościami jej parametru funkcyjnego r(z,H) określającego tzw. promień rozproszenia wpływów w górotworze. Na podstawie analizy tranzytywności obniżeń w teorii Budryka-Knothego pokazano niezależność tej cechy teorii od wyboru funkcji r(z,H). Zwrócono uwagę na istnienie prawa transformacji (24), któremu podlega parametr r przy zmianie lokalizacji warunku granicznego. Podano dyskusję szczególnego przypadku funkcji r(z,H) o kształcie niezmienniczym względem tej lokalizacji. Wykazano, że przy dodatkowym założeniu r(H,H) ~ Hm otrzymany rozkład jest zgodny z wynikami badań S. Szpetkowskiego (Szpetkowski, 1995). Analizowane zagadnienia rozpatrzono w przypadku górotworu nieściśliwego i poziomo jednorodnego o własnościach zmieniających się w sposób ciągły w pionie, w całej przestrzeni pomiędzy eksploatowanym poziomym pokładem a powierzchnią terenu tj. spełniającego założenia teorii Budryka-Knothego (Knothe, 1953; Litwiniszyn, 1953). Pokazano możliwość opisu obniżeń i pozostałych wskaźników deformacji w górotworze warstwowym (tj. złożonym z różnych warstw poziomych, z których każda posiada własności górotworu idealnego) przy pomocy teorii Budryka-Knothego i podano sposoby (64), (66), (67) obliczania parametru r w tym przypadku. Zilustrowano rozkłady parametru r(z) dla wykładników n = 1, n = 0,65, n = 0,5) w przykładowym górotworze warstwowym na rysunkach 6, 7 i 8.

16

Strefy występowania rozluźnienia gruntu na terenie górniczym KWK "Szczygłowice"

Pozzi M., Mzyk T.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 1

123-131

PL

Nowoczesne narzędzia badawcze pozwalają identyfikować rejony, w których zachodzą deformacje górotworu wynikające z działalności górniczej. W artykule przedstawiono wykorzystanie kombinacji analizy mikrograwimetrycznych i sondowania CPTU do identyfikacji stref rozluźnienia gruntów.

EN

Modern research tools allow to identify areas in which there are deformations of the rock mass resulting from mining activities. The article presents a mix of micro gravimetry and CPTU analys use to identify the zones of loosening of ground.

17

Prognozowanie deformacji górotworu z uwzględnieniem zmiennej czasowej

Strzałkowski P., Maruszczyk M.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 2

193-201

PL

Dotychczas dokonywane prognozy deformacji górotworu prowadzone były przy założeniu natychmiastowego ujawniania się deformacji. W pracy [7] zbadano zmienność współczynnika prędkości osiadania w górotworze, co przy dysponowaniu odpowiednim oprogramowaniem [11] pozwala na dokonywanie analiz przebiegu procesu deformacji górotworu z uwzględnieniem zmiennej czasowej. Prowadzone w ten sposób prognozy pozwalają m.in. na dokładniejszą optymalizację czasu eksploatacji kostki przyszybowej z uwagi na wartości deformacji na wybranym horyzoncie nad stropem eksploatowanego pokładu.

EN

The analyses of rock mass deformation prediction included in the literature usually have been led in situations, when influences of extraction were immediate. There has been presented the research results of variability of time factor in rock mass in this paper. If we have at disposal a specialized computer program that can employ this variability, the analyses of rock mass deformation can be more precise. As another advantage, we can determine proper moment of start of "shaft cube" extraction (extraction field near shaft) in relation to the main extraction front approaching shaft's location, so the values of deformation indices could be reduced in certain locations along shaft's tube as the effect of influences superposition.

18

Modelowanie deformacji ciągłych powierzchni terenu w warunkach zmiennego zalegania złoża

Hejmanowski R., Kwinta A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 3

143-153

PL

Ciągłe deformacje powierzchni terenu wywołane podziemną eksploatacją górniczą mogą powodować zagrożenie budynków i infrastruktury. Zagadnienie modelowania deformacji od strony teoretycznej jest znane od wielu lat. Powszechnie stosowany jest model Knothego. Dokładność prognozowanych deformacji zależy w dużej mierze od prawidłowej identyfikacji parametrów modelu i warunków zalegania przewidzianego do eksploatacji złoża. W pracy przedstawiono charakterystykę metodyki modelowania warunków zalegania złoża w informatycznym systemie prognozowania MODEZ. Pozwala ona na uwzględnienie zmienności parametrów zalegania złoża i parametrów górniczo-geologicznych eksploatacji. W konsekwencji daje to znaczną poprawę jakości prognoz deformacji.

EN

Surface subsidence induced by underground mining activity may cause danger to buildings and infrastructure. The issue of the surface subsidence modelling is known for many years. The Knothe's theory is the most often used method of surface deformation modelling. Surface subsidence predictions accuracy depends mainly on the correct identification of model parameters and geometrical conditions of the strata occurrence. The paper presents a methodology for modelling of the seam occurrence in the computer system called MODEZ. That program is dedicated to surface subsidence prognosis. Shown system enables to take into account not only the variability of the seam deposit parameters but also the exploitations parameters. As a result it gives considerable improvement of the accuracy of the surface subsidence prognosis.

19

Koncepcja systemu kontrolno-pomiarowego do obserwacji deformacji górotworu w kopalni rudy żelaza Rana Gruber w Norwegii

Blachowski J.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2009

|

Vol. 129, nr 54

19-29

PL

Kopalnia rudy żelaza Rana Gruber w północnej Norwegii rozpoczyna eksploatację na nowym, podziemnym, poziomie wydobywczym. W związku z tym planowana jest zmiana systemu eksploatacji na wybieranie podbierkowe (ang. sub-level caving). Wiąże się to z usunięciem filarów ochronnych w złożu pod dawną odkrywką Kvannevann i wystąpieniem deformacji górotworu na skrzydłach wzniesionym i zrzuconym złoża. Niekontrolowane przemieszczanie się mas skalnych w kierunku wyrobiska stanowi zagrożenie dla prowadzonej pod odkrywką eksploatacji podziemnej. Pilotażowe usunięcie filara ochronnego w zachodniej części złoża spowodowało wystąpienie szczelin na powierzchni górotworu. W celu obserwacji postępu procesu deformacji założono lokalną sieć obserwacyjną w rejonie szczelin oraz opracowano projekt sieci kontrolno-pomiarowej dla kopalni. W artykule przedstawiono wyniki prac nad projektem systemu kontrolno-pomiarowego do obserwacji zjawiska deformacji górotworu na terenie kopalni.

EN

The Rana Gruber iron oxide mine in Northern Norway has started to develop a new underground production level in order to continue operation. The planned change of mining system to sub-level caving (SLC) is connected with removing of protective pillars below the old Kvannevann open-pit. Rock mass deformation on the hanging-wall and footwall sides of the iron oxide deposit is expected. Uncontrolled caving in of rock mass towards the void possesses threat to the underground mining operation below the open-pit. Trial removal of protection pillar in the western part of the deposit has caused fracturing of the rock mass on the hanging-wall side. With the aim to observe the deformation process in this area a temporary local monitoring network has been set-up and a project of control-measurement system has been developed for the mine. In the paper the results of work on the concept of the control-measurement system for monitoring rock mass deformation has been presented.

20

Wpływ eksploatacji górniczej na nadbierane wyrobiska korytarzowe - część 1. Pomiary i obserwacje

Jendryś M.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2009

|

nr 3

1-11

PL

Artykuł jest pierwszym z cyklu trzech publikacji dotyczących wpływu eksploatacji górniczej na położone niżej wyrobiska korytarzowe. W pierwszym z cyklu artykułów przedstawiono i przeanalizowano wyniki pomiarów oraz modelowania numerycznego. Analizowane wyniki jednoznacznie wykazały, że po wybraniu części pokładu deformacjom ulega górotwór zlokalizowany zarówno nad, jak i pod wybieranym pokładem. Zlokalizowane w takich warunkach wyrobiska korytarzowe również ulegają deformacjom oraz zmieniają się warunki współpracy obudowy z górotworem, co w krytycznych sytuacjach może prowadzić do utraty jej stateczności.

EN

The article is the first of a series of three publications on the impact of mining operations on roadways located below. In the first of a series of articles the results of measurements and numerical modeling were presented and analyzed. The analyzed results clearly showed that after extraction of a part of a scam the strata located both above and below the seam being extracted undergoes deformations. The roadways located in such conditions also undergo deformations and conditions of cooperation of a support and the strata change what, in critical situations, can lead to loss of its stability.