Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The forecast of mining-induced seismicity and the consequent risk of damage to the excavation in the area of seismic event

Drzewiecki J., Piernikarczyk A.

Journal of Sustainable Mining

|

2017

|

Vol. 16, iss. 1

1--7

EN

The Central Mining Institute has developed a method for forecasting the amount of seismic energy created by tremors induced by mining operations. The results of geophysical measurements of S wave velocity anomalies in a rock mass or the results of analytic calculations of the values of pressure on the horizon of the elastic layers are used in the process of calculating the energy. The calculation program which has been developed and adopted has been modified over recent years and it now enables not only the prediction of the energy of dynamic phenomena induced by mining but also the forecasting of the devastating range of seismic shock. The results obtained from this calculation, usually presented in a more readable graphic form, are useful for the macroscopic evaluation of locations that are potential sources of seismic energy. Forecasting of the maximum energy of seismic shock without prior knowledge of the location of the shock's source, does not allow shock attenuation that results from, for example, a distance of tremor source from the excavation which will be affected by seismic energy, to be taken into consideration. The phenomena of energy dissipation, which is taken into account in the forecasts, create a new quality of assessment of threat to the excavation. The paper presents the principle of a method of forecasting the seismic energy of a shock and the risk of damage to the excavation as a result of the impact of its energy wave. The solution assumes that the source of the energy shock is a resilient layer in which the sum of the gravitational stresses, resulting from natural disturbances and those induced by the conducted or planned mining exploitation, is estimated. The proposed solution assumes a spherical model for the tremor source, for which seismic energy is forecasted as a function of the longwall advance and the elementary value of seismic energy destroying the excavation. Subsequently, the following are calculated for the forecast of the seismic energy of a shock with the defined location of its source: value of the coefficient l of dispersion/attenuation of seismic energy and the flux of seismic energy at predetermined distances r from the tremor source. The proposed solution for forecasting the seismic energy of tremors and the level of risk of damage to the excavation during the functioning of mining operations is helpful in the development of bump prevention. Changing the intensity of mining operations enables the level of the seismic energy induced by the operations both at the stage of its development and during the excavation of a seam using the longwall method to be “controlled”. The presented solution has been produced for an area disturbed by the mining of coal seam 510 in the hard coal mine, Jas-Mos. An original program developed by CMI was used for the calculations.

2

Mechanizm ognisk i intensywność oddziaływania na środowisko powierzchniowe wstrząsów regionalnych z obszaru Katowice-Panewniki

Stec K., Mutke G.

Wiadomości Górnicze

|

2016

|

R. 67, nr 1

11--20

PL

W artykule przedstawiono mechanizm ognisk dwóch wysokoenergetycznych wstrząsów oraz charakterystykę intensywności ich oddziaływania na środowisko powierzchniowe. Wstrząsy te wystąpiły w obszarze górniczym kopalni „Wujek" Ruch „Śląsk", w rejonie ściany eksploatowanej w pokładzie 409, w zachodniej części pola „Ruda Śląska-Panewniki U". Takie czynniki jak: mechanizm ognisk wstrząsów i ich lokalizacja (poniżej pokładu 409 w strefie uskoku Via), wysoka energia sejsmiczna, lekkie uszkodzenia budynków w strefie epicentralnej oraz znaczny zasięg odczucia drgań wywoływanych na powierzchni, szczególnie w kierunku rozciągłości uskoku Via oraz sąsiedniego uskoku Kłodnickiego, wskazują na ich regionalny charakter. Wstrząsy te wystąpiły w wyniku sumowania się naprężeń wywołanych podziemną eksploatacją prowadzoną w otoczeniu naturalnych uskoków, którym towarzyszą niezrelaksowane naprężenia tektoniczne.

EN

The article presents the mechanism of focus of two high-energy shocks and the intensity characteristics of their impact on surface environment. These shocks have occurred in „Wujek" mine in „Silesia" mining are, in the region of active longwall, in seam 409, in the western part of „Ruda Śląska- Panewniki II" coal field. Such factors as: the mechanism of shocks focus and their location (below seam 409 in the area of fault VIA), high seismic energy, slight damage of buildings in the focus zone and a significant range of sensing of vibrations induced on the surface, especially those along the strike of the fault Via and neighboring Kłodnica fault, indicate to their regional character. These shocks occurred as a result of the accumulation of the stress caused by underground exploitation carried out in the surrounding of natural faults, which are accompanied by non-distressed tectonic tensions.

3

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.

4

Jakość prognozy godzinowej energii sejsmicznej i zagrożenia sejsmicznego na podstawie obserwacji wstrząsów i emisji sejsmoakustycznej

Kornowski J., Bura I.

Przegląd Górniczy

|

2009

|

T. 65, nr 7-8

11-16

PL

W artykule opisano metody krótkookresowej ilościowej prognozy - odpowiednio zdefiniowanego - zagrożenia sejsmicznego i "stanu zagrożenia", na podstawie tzw. szeregów czasowych całkowitej energii sejsmicznej, która jest sumą energii wstrząsów i zdarzeń sejsmoakustycznych w ograniczonym obszarze (np. ściany) i okresie (np. godziny). Opisano kilka dobrze rokujących metod prognozy wraz z analizą warunków, od których zależy jakość działania tych metod. Zwrócono uwagę, że jedna z metod - utożsamiająca prognozę zagrożenia (np. na najbliższą godzinę/zmianę) z oceną tego zagrożenia (np. w ciągu minionej godziny/ zmiany) okazała się najgorsza i powinna być odradzana.

EN

The methods of the short-term quantitative forecast - adequately defined - seismic hazard and "state of hazard" on the basis of so called time series of total seismic energy, which is the sum of tremors energy and seismic-acoustic events in a limited area (e.g. a longwall) and time period (e.g. an hour), are described. A few well holding promise forecast methods along with the analysis of conditions influencing their operation quality, are described in brief. It has been pointed out that one of those methods - identifying the hazard forecast (e.g. for the next hour/shift) with the evaluation of this hazard (e.g. in the last hour/shift) proved to be the worst and should be advised against it. We show also examples of operalion of other methods, equally simple, but better forecasting methods.

5

Sekwencyjna prognoza godzinowej energii sejsmicznej - porównanie jakości predyktorów

Bura I., Kornowski J.

Górnictwo i Geologia

|

2009

|

T. 4, z. 4

15-33

PL

Głównym tematem poruszonym w artykule jest zagadnienie sekwencyjnej prognozy, opartej na szeregach czasowych całkowitej godzinowej energii sejsmicznej, będącej sumą energii wstrząsów i energii sejsmoakustycznej wyemitowanej w określonym obszarze i określonym czasie. Na podstawie danych z dwóch kopalń przedstawiono wpływ długości "okna obserwacji" na jakość prognozy, w zależności od zastosowanego predyktora. Porównując jakość kilku metod, szczególną uwagę zwrócono na metodę dającą zdecydowanie najgorsze wyniki, gdyż analogiczna do niej stosowana jest w polskim górnictwie.

EN

Main subject described in this article is a sequential of prediction hourly seismic energy problem, based on time series of total hourly seismic energy, which is the sum of tremors energy and seismoacoustic energy emitted from the defined zone and defined time period. On the ground of data from two coal mines, we have analysed the influence of "observation's window" length on prediction quality, depending on the predictor used. Comparing quality of a few methods, we paid special attention to the method giving the worst effect, because the analogical method is used in the Polish mining industry.

6

Sposób oceny zagrożenia tąpaniami oparty na analizie zmian tłumienia energii sejsmicznej w ośrodku skalnym

Cianciara A.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2007

|

nr 6

46-48

PL

Ocena stanu zagrożenia tąpaniami w rejonach prowadzonej eksploatacji jest niezwykle ważnym zagadnieniem ze względu na bezpieczeństwo załóg górniczych oraz zapewnienie ciągłości eksploatacji. W pracy przedstawiono nową koncepcję sposobu oceny stanu zagrożenia tąpaniami na podstawie emisji sejsmoaku-stycznej analizowanej w zakresie częstotliwości od 30 do 1000 Hz. Zgodnie z tą koncepcją sposób oceny zagrożenia oparty jest na śledzeniu względnych zmian czasowych parametru fizycznego ośrodka skalnego, którym jest tłumienie energii sejsmicznej. Na skutek wzrostu naprężeń, w górotworze zachodzi zjawisko kom-pakcji (twardnienia), a w miarę dalszego wzrostu dylatancji (osłabiania) mogą wystąpić wstrząsy. W fazie kompakcji ma miejsce spadek tłumienia, natomiast w okresie dylatancji jego wzrost. Wynika stąd, że przebiegi czasowe omawianego parametru mogą być wykorzystane do monitorowania stanu zagrożenia tąpaniami.

EN

The risk estimation in the exploitation zones is extremely important issue, because of safety and uninterrupted exploitation. In the paper there is presented new method of risk estimation based on the rock environment physical parameters change monitoring. The microseismic emission in frequency range 30 to 1000 Hz recorded directly in exploitation zone is used as carrier of this information. The attenuation factor of seismic energy can be estimated on the basis of analysis of microseismic emission recorded by multisensors measurement system (at least two sensors). The way of estimating rock burst risk was presented on the basis of an analysis of attenuation time variations. Trends of attenuation can be interpreted in an obvious way. Gradually, as the stress values keep on increasing, the following processes take place in the rock mass: compaction (hardening), then dilatancy (softening), and then possibly tremors. At the compaction stage attenuation values lower, and increase at the dilatancy stage. It follows that time variation of this parameter can be used to build tremors risk monitoring system.

7

Lokalizacja i grupowanie źródeł emisji sejsmicznej w warunkach długich frontów ścianowych na przykładzie KWK Bielszowice

Leśniak A., Isakow Z.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 1

3-8

PL

Zaprezentowano metodę grupowania źródeł emisji sejsmicznej w klastry przestrzenne celem określenia stref zagrożonych w rejonach długich frontów ścianowych. Badania wykonano posługując się nowo opracowanym w Centrum EMAG pierwszym iskrobezpiecznym systemem typu ARAMIS SA przeznaczonym do oceny zagrożenia zjawiskami dynamicznymi przed frontem ściany. System umożliwia z wykorzystaniem sond trójskładowych wykrywanie, rejestrację, lokalizację metodą kierunkową, grupowanie oraz ocenę energii zjawisk sejsmicznych. Zapewnia identyfikację miejsc o intensywnym wzroście emisji oraz interpretację zagrożeń zjawiskami dynamicznymi w oparciu o nową funkcję ryzyka. Opracowany system wchodzi jako podsystem w skład zintegrowanego systemu monitorowania kompleksu ścianowego zrealizowanego w ramach projektu celowego zamawianego symbolu PCZ-003-20 i wdrażanego w KWK Bielszowice.

EN

Method of clusterization of the sources of seismic events near front of the longwalls for detection of potentially dangerous areas is presented in the paper. Measurements were made by new, safe system ARAMIS SA devoted to seismic hazard assessment near longwalls excavations. ARAMIS SA system equipped with three component detectors is in a position to detect, record, locate and cluster of seismic data and evaluate its energy. Using a function of the seismic hazard assessment the system helps in identification of the places where seismic emission grows rapidly and lead to strong dynamic events. The system is a component of the integrated system of longwalls exploitation monitoring system designed and realized for KWK Bielszowice (sponsored by State Committee for Scientific Research).

8

Sejsmoakustyczna prognoza energii sejsmicznej i prawdopodobieństwa tąpnięcia

Kornowski J., Kurzeja J.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2005

|

nr 2

23-36

PL

Praca ta stanowi trzecią i ostatnią część cyklu publikacji opisujących niektóre, potencjalnie o szer-win znaczeniu, wyniki grantu celowego realizowanego wspólnie w Głównym Instytucie Górnictwa i Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego. W poprzedniej, drugiej części cyklu, opisano metodę i algorytm sekwencyjnej prognozy - na jedną jednostkę dyskretnego czasu do przodu - parametrów i o/kładu całkowitej energii sejsmicznej emitowanej z obserwowanego obszaru. W niniejszej, trzeciej części cyklu, opisano dostosowany do potrzeb prognozy indukowanego zagrożenia sejsmicznego w górnictwie, algorytm prognozy wartości średniej i wariancji całkowitej energii sejsmicznej dla horyzontu prognozy, większego od jednej jednostki czasu, gdy są znane wartości tych parametrów dla H = 1. Przeanalizowano też zagadnienie przybliżonej prognozy prawdopodobieństwa łupnięcia (utożsamianego z zagrożeniem tąpnięciem), gdy wyprognozowano już wartości rozkładu energii całkowitej i gdy potrafi się aproksymować warunkowe prawdopodobieństwo tąpnięcia pod warunkiem emisji energii E. Podano również równanie predyktora, który taką - przybliżoną - prognozę umożliwia.

EN

This is the third and final part in the sequence of papers resulting from the project - realized by cooperating teams of the GIG and CSRG - attempting to build methods and programs allowing risk and hazard prediction during a rescue action after a rockburst. In the previous, second part, an algorithm of seismic energy prediction for a single time interval has been discussed and some examples have been presented. Now the predicting algorithm is generalized, allowing for prediction distance H>\ and problem of rockburst probability prediction - given the parameters of predicted energy distribution - is analysed. An approximate predictor of a rockburst hazard - defined as the probability of rockburst in the well defined time interval and space region - is suggested and some of its properties are discussed.

9

Zastosowanie teorii pola emisji prognozy energii i zagrożenia sejsmicznego na przykładzie kopalni "Wesoła"

Surma A., Kornowski J., Kurzeja J.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2003

|

nr 5

27-29

PL

Praca ta przedstawia wyniki zastosowania tak zwanej teorii pola emisji (Kornowski 2003) - do estymacji energii zdarzeń sejsmoakustycznych - celem prognozy całkowitej energii (sejsmoakustycznej + wstrząsów) emitowanej w kolejnych godzinowych przedziałach czasu z obserwowanego rejonu. Na przykładzie obserwacji ze ścian 37/501 i 44/510 w kopalni Wesoła - gdzie metoda ta stosowana jest eksperymentalnie lecz w sposób ciągły od pół roku - pokazano, że estymacja energii wykorzystująca model pola emisji umożliwa uzyskanie wyników prognozy lepszych - od tych które uzyskuje się stosując mniej rozwinięte (lub bardziej uproszczone) metody. Oznacza to, że teoria pola emisji może być użyteczna do estymacji i prognozy energii sejsmicznej, emitowanej w godzinowych odcinkach czasu z rejonu obserwowanej ściany.

EN

This paper presents some results of the total (AE + tremors) seisimc energy and seismic hazard prediction applying linear prediction method and with AE energies estimated with the so called emission field theory. Long series of observations from two longwalls at the Wesola Coal Mine have been used. The results have confirmed the usefulness of the method.

10

Ocena wpływu głębokości eksploatacji na występowanie zjawisk dynamicznych w kopalniach rud miedzi.

Butra J., Kunysz N., Mrozek K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1998

|

R. 43, nr 12

683-687

PL

W warunkach kopalń rud miedzi ogólnym wskaźnikiem zagrożenia dynamicznymi przejawami ciśnienia górotworu może być wydatek rejestrowanej energii sejsmicznej przypadający na jednostkę wyeksploatowanej powierzchni złoża. Stwierdzono, że wydatek ten jest niewielki (poniżej 1,0 J/ha x 10) przy wybieraniu pierwszych pól (pięter) w caliźnie. W polach o rozwiniętej już eksploatacji i wybraniu kilkudziesięciu hektarów średni wydatek energii sejsmicznej na głębokości 600-700 m ma wartość od 2-5 J/ha x 10 do 6, a na głębokości około 1050 m jest kilkakrotnie większy i wynosi od około 20 do około 30 J/ha x 10 do 6.

EN

At the conditions of copper-ore mines the general indicator of imminence by dynamic manifestations of formation pressure may be the output of registered seismic energy on the unit of exploited deposit surface. It has been stated that the output is inconsiderable (below 1.0 J/ha x l0) during working of the first fields (stages) in the body. On the fields of already developed exploitation and after working of tens of hectares the middle output of seismic energy at the depth of 600-700 m is 2-5 J/ha x l0 to 6, and at the depth of about 1050 m it is several times greater, about 20-30 J/ha x 10 to 6.