Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie modelowań numerycznych do oceny wielkości drgań górotworu w otoczeniu podziemnych wyrobisk górniczych

Chodacki Jacek

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 4

28--36

PL

Wstrząsy sejsmiczne, wywołane nagłym odprężeniem skał górotworu w pobliżu podziemnych wyrobisk górniczych, stanowią zagrożenie dla ludzi pracujących pod ziemią. Propagująca fala sejsmiczna powoduje gwałtowny wzrost obciążeń dynamicznych, a te są bezpośrednio związane z wielkością drgań ośrodka skalnego. Znajomość parametrów tych drgań wpływa na ocenę stateczności wyrobisk podziemnych oraz pozwala na właściwy dobór obudowy chodnikowej. Jedną z metod umożliwiających prognozowanie parametrów drgań sejsmicznych od wstrząsów górniczych jest Metoda Elementów Spektralnych (SEM). W metodzie tej obliczane są sejsmogramy syntetyczne, które umożliwiają obrazowanie pełnego przebiegu falowego. W artykule przedstawiono wyniki modelowań drgań od wstrząsu o magnitudzie 2.7 w skali Richtera, który wystąpił w dniu 17.04.2018 w kopalni KWK Piast-Ziemowit. Obliczone sejsmogramy wykazują dużą zgodność z rzeczywistymi przebiegami falowymi, zarejstrowanymi w bliskiej odległości od ogniska wstrząsu. Wskazuje to na właściwy dobór parametrów modelu i potwierdza skuteczność metod numerycznych, które mogą stanowić uzupełnienie metod analitycznych w rozwiązywaniu problemów związanych z bezpieczeństwem pracy pod ziemią.

EN

Seismic tremors, caused by sudden relaxation of a rock mass near underground mining excavations, pose a considerable threat to people working underground. The propagating seismic wave causes a rapid increase in the dynamic loads, which are directly related to the amount of rock vibration. Knowledge of the vibration parameters can be used in the assessment of the stability of underground excavations and allows for the proper selection of gallery support. One of the methods for forecasting seismic vibration parameters from mining tremors is the spectral element method (SEM). In this method, synthetic seismograms are calculated to image the full waveform. This article presents the results of modeling vibrations generated by a tremor with a magnitude of 2.7 on the Richter scale; this tremor occurred on April 17, 2018, in the KWK Piast-Ziemowit mine. The calculated seismograms show high compliance with the real waveforms recorded near the source of the tremor. This compliance indicates that the selected model parameters were correct and confirms the effectiveness of numerical methods to complement analytical methods in solving problems related to underground work safety.

2

Zastosowanie metody elementów spektralnych do określania drgań gruntu od wstrząsów górniczych

Chodacki Jacek

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 9

21--27

PL

Wstrząsy górnicze od wielu lat towarzyszą eksploatacji węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w Polsce. Stanowią one zagrożenie dla ludzi pracujących pod ziemią, a także powodują uszkodzenia w obiektach budowlanych na powierzchni. Możliwe jest prognozowanie drgań sejsmicznych od wstrząsów górniczych przy zastosowaniu obliczeń numerycznych. Jedną z takich metod jest Metoda Elementów Spektralnych (SEM). W metodzie tej obliczane są sejsmogramy syntetyczne, które umożliwiają obrazowanie pełnego przebiegu falowego. W obliczeniach przyjmuje się złożony mechanizm ogniska wstrząsu poprzez zastosowanie tensora momentu sejsmicznego, który w najlepszym stopniu oddaje układ sił w źródle. W artykule przedstawiono wyniki modelowań metodą SEM drgań gruntu od wstrząsu o magnitudzie 3,8 w skali Richtera, który wystąpił w dniu 08.11.2018 na terenie kopalni Budryk. Wyniki modelowań pokazują, że nawet jeżeli obliczone sejsmogramy syntetyczne nie w pełni pokrywają się z rzeczywistymi rejestracjami drgań, to na ich podstawie możliwe jest określanie szczytowych wartości drgań sejsmicznych w dowolnym punkcie modelu. Metoda ta może więc być, dobrym uzupełnieniem metod analitycznych, stosowanych do oceny zagrożenia sejsmicznego od wstrząsów górniczych.

EN

Mining tremors have been associated with the mining of hard coal in the Upper Silesian Coal Basin in Poland for many years. They pose a threat to people working underground, and also cause damage to construction facilities on the surface. It is possible to predict seismic vibrations from mining tremors using numerical calculations. One of such methods is the Spectral Element Method (SEM). In this method, synthetic seismograms which enable the imaging of the full waveform are calculated. A complex mechanism of the tremor source is assumed by applying the seismic moment tensor, which best reflects the balance of forces in the source. This paper presents the results of SEM modelling of ground motions of the tremor with magnitude of 3,8 on the Richter scale, which occurred on November 8, 2018 in the Budryk mine. The results of modelling show that even if the calculated synthetic seismograms do not fully correlate with real vibration registrations, it is possible to determine the peak values of seismic vibrations at any point in the model. This method can be a good complement to the analytical methods used to assess the seismic hazard caused by mining tremors.

3

Korelacja wyników monitoringu geodezyjnego z sejsmicznością indukowaną w czasie eksploatacji ściany VIb-E1 w pokładzie 703/1 w KWK ROW Ruch Rydułtowy

Ćwiękała Mateusz

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 1

4--15

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w latach 2009-2010 w czasie eksploatacji ściany VIb-E1 w pokładzie 703/1 w KWK Rydułtowy. Dotyczyły one korelacji zmian wysokości terenu w zastabilizowanych punktach obserwacyjnych z zarejestrowanymi silnymi wstrząsami górniczymi. Badania wykazały, że epicentra tych wstrząsów są lokalizowane w otoczeniu tego reperu geodezyjnego, na którym obserwowano w tym czasie największe obniżenia terenu. Wskazuje to na istnienie związku fizycznego i czasowego pomiędzy procesem deformacji warstw skalnych a wstrząsami górniczymi. Badanie te, w sytuacji ich rutynowego prowadzenia, mogą poprawić wyniki oceny zagrożenia sejsmicznego, szczególnie w dobie rozwoju automatycznych systemów ciągłej obserwacji geodezyjnej techniką GNSS.

EN

This paper presents the results of investigations carried out in 2009-2010 during exploitation of the longwall VIb-E1 in coal seam no. 703/1 in Rydułtowy hard coal mine. They concern the correlation between changes of the terrain height determined in stabilized observation points with the recorded strong mining tremors, observed in 2009-2010 throughout the exploitation area of the longwall VIb-E1 in seam no. 703/1. The results of investigations show that epicenters of the above mentioned tremors were located in the vicinity of the survey points where the largest subsidence was observed at that time. It indicates the existence of physical and temporal relationship between deformations of rock layers and seismic events. These investigations, carried out regularly, may improve the results of seismic risk forecasting, especially in the era of rapid development of automated systems of continuous geodetic observation using the GNSS technique.

4

Pomiary przemieszczeń wywołanych wstrząsem górniczym przy zastosowaniu satelitarnej interferometrii radarowej InSAR

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

Przegląd Górniczy

|

2018

|

T. 74, nr 8

39--50

PL

Badania ruchów powierzchni spowodowanych wstrząsami sejsmicznymi są kosztowne i kłopotliwe w planowaniu eksperymentu z uwagi na trudny do przewidzenia czas wystąpienia wstrząsu. Z tego względu jedynie ciągłe bądź quasiciągłe obserwacje mogą się przyczyniać do lepszego poznania tych zjawisk. Technologie teledetekcyjne, a w szczególności interferometria radarowa (InSAR) coraz częściej spełniają cechy takich obserwacji. W artykule zaprezentowane zostały skutki wstrząsu sejsmicznego o magnitudzie 4,7, który miał miejsce 07.12.2017 r. i wystąpił na terenie górniczym O/ZG Rudna w KGHM. Badania osiadań powierzchni po wstrząsie prowadzono w oparciu o satelitarną interferometrię radarową. Analiza przemieszczeń powierzchni terenu wywołanych tym wstrząsem pozwoliła na lepsze poznanie powstrząsowej dynamiki przekształceń powierzchni terenu. W przeprowadzonych badaniach określono rozkład osiadań powierzchni terenu wywołanych tym wstrząsem, wyznaczając rozpiętość powstrząsowej niecki obniżeniowej i maksymalne przemieszczenia pionowe oraz skonfrontowano zarejestrowane ruchy powierzchni terenu z budową geologiczną górotworu.

EN

The investigation on ground subsidence caused by the mining-related seismicity is expensive and difficult in terms of conducting research and planning the experiment. The tremors occurrence is usually unexpected, that is why surveying of ground deformation should be carried out in a special way. The most convenient monitoring method are continuous measurements. Thus, the remote sensing and InSAR are commonly applied to monitor ground displacements in the areas induced by seismicity. The effects of one huge induced tremor with the motion of 4.7, which occurred on 7 December 2017 are the objective of this paper. The tremor occurred in the mining area of the underground copper ore mine “Rudna” belonging to the KGHM Mining Company. The research of the subsidence caused by this tremor has been conducted by the use of InSAR. The subsidence analysis allowed to get some new knowledge about the kinematics of the surface changes after the tremors. The distribution of the surface subsidence, maximal subsidence and the dimensions of the subsidence trough have been presented in the paper. The correlation of subsidence with the geological structure was discussed.

5

New Ground Motion Prediction Equation for Peak Ground Velocity and Duration of Ground Motion for Mining Tremors in Upper Silesia

Chodacki J.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 6

2449--2470

EN

This article presents a method of predicting the peak horizontal velocity of ground motion, PHV, and the duration of vibration, tH, for strong seismic events (E ≥ 5·106 J, ML > 2.5) in the Upper Silesian Coal Basin (USCB). For the prediction of PHV, a model proposed by Si and Midorikawa was used. The regression method takes into account the impact of the local geology under seismic stations on the ground motion according to the Eurocode 8 classification. The ground classification was based on the results of a seismic survey conducted near the seismometer stations. This method is of great practical use because it allows the degree of vibration intensity to be determined on the basis of the Mining Seismic Instrumental Intensity Scale MSIIS-15 (acronym GSIGZW in Polish version) at any distance from the epicentre of the seismic events induced or triggered by mining.

6

Site specific prediction equations for peak acceleration of ground motion due to earthquakes induced by underground mining in Legnica-Głogów Copper District in Poland

Lasocki S.

Acta Geophysica

|

2013

|

Vol. 61, no. 5

1130--1155

EN

Ground motion database from the region of Żelazny Most tailings pond, the largest in Europe ore-flotation waste repository, is used to identify ground motion prediction equations (GMPE-s) for peak horizontal and peak vertical acceleration. A GMPE model including both geometrical spreading and anelastic damping terms cannot be correctly identified and the model with only spreading term is accepted. The analysis of variance of this model’s residuals with station location as grouping variable indicates that station locations contribute significantly to the observed ground motion variability. Therefore, a site specific GMPE model with relative site amplifications is assessed. Despite short distances among stations, the amplification considerably vary from point to point, up to 1.8 times for the horizontal and 3.5 times for the vertical peak amplitude. The model including site effects enhances GMPE-s fit to observations, explains more than 60% dependent variables variability and correctly accounts for site effects.

7

Mine tremor focal mechanism: An essential element for recognising the process of mine working destruction

Stec K., Drzewiecki J.

Acta Geophysica

|

2012

|

Vol. 60, no. 2

449-471

EN

This article presents an analysis of causes of rockburst which occurred in the Rydułtowy-Anna Mine on 24 March 2010. The seismic phenomena and the rockburst hazard connected with them have been determined by a number of natural and technical factors. The dominant factors were the mechanical strength characteristics of coal and surrounding rocks, as well as the values of stress in the surroundings of mine workings. An analysis must take into account the structure of the strata, its susceptibility to rockbursts, development and displacement of areas with high values of stress, as well as critical levels of elastic deformation of the strata. Such an approach must be supported by the results of an analysis of focal mechanisms of tremors to make it possible to recognize mining and geological factors which had the prevailing influence on tremors' location and energy. By presenting a selected example of a real event, the authors would like to point out the importance of the proper description of focal mechanisms of seismic tremors. The analysis of a chain of interacting destruction processes in the developed model of strata would give the explanation why the tremor occurred in the gallery located at a considerable distance from the tremor focus.

8

Evaluation of load on structures caused by mining seismicity for maps of clash of opinions -methodology

Kalab Z.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2007

|

z. 276

33-42

EN

So-called "maps of clash of opinions" of selected areas enable to determine intensity of seismic loading for given places and/or to detect risk probability for evaluated buildings and structures because of given seismic vibrations. The study and project of methodology for load on structures caused by mining seismicity is presented in this contribution. Karvina region is basic source of experimental data; therefore, empirical coefficients result from character and intensity of mining induced seismicity in this area. Main idea is recalculation of maximum measured values of velocity (according Czech Technical Standard 73 0040) to take into account number of seismic events and number of intensive seismic events especially.

PL

W ramach artykułu przedstawiono metodologię oceny ryzyka zagrożenia obiektów budowlanych, narażonych na wstrząsy indukowane podziemną eksploatacją górniczą. Do badań wykorzystano wyniki pomiarów z rejonu Karviny (Republika Czeska). Główną ideą prezentowanej metodologii jest odpowiednie przeliczenie maksymalnych pomierzonych prędkości drgań, przy uwzględnieniu takich czynników jak liczba wstrząsów, ze szczególnym uwzględnieniem wstrząsów o dużej energii.

9

Search for chaotic dynamics manifestation in multiscale seismicity

Kortas Ł.

Acta Geophysica Polonica

|

2005

|

Vol. 53, nr 1

47-74

EN

This paper contains a description of the methods of studying non-linear dynamics revealed in the collected data sets, and the estimations of selected parameters of non-linear dynamics. Sets of data referring to seismic phenomena of different origin and, most importantly, different scale of observed rock fracturing and destruction processes were analysed. Collected sets were related to fracturing: starting from a microscale, i.e., seismoacoustic emission registered in rock samples subjected to compression, through mining induced seismicity, to a macroscale that is represented by earthquakes. The data was examined in terms of the presence of non-linear dynamics and deterministic chaos. An attempt to quantify the parameters of chaos was made in order to define to what extent the process of cracking and destruction of rocks has features common in different scales. Several parameters of chaotic dynamics were applied. The fractal dimensions, Lyapunov's exponents, the dimension of reconstructed phase space, and the dimension of the attractor were calculated from descriptors characteristic to seismological processes, i.e., time-space distribution and energy distribution of quakes. The usefulness was assessed of the applied methods of data analysis for the description of seismological processes and seismological hazard evaluation.

10

Extraction of information from seismograms by neural networks

Niewiadomski J.

Acta Geophysica Polonica

|

2004

|

Vol. 52, nr 2

143-153

EN

In this study we concentrate on neural networks in the form of algorithms, and on their property to learn by examples. The possibility of learning by examples in-cludes also an enormous ability of information extraction. As the input data we have used the regional seismograms which record the ground particle velocities. Application of the networks for evaluation of the two seismic parameters has been demonstrated: first to calculate the magnitude (or seismic moment) of the seismic event directly from the velocity seismograms, without prior converting them to the displacement seismograms, and second, to locate seismic source by using only a single seismogram. Both applications are very convenient due to their speed of cal-culation and the lack of spectral methods - in the first case, and the good precision despite the unusual approach in the second case. To prepare the input data for the neural networks a preprocessing has been applied, which can be described as filter-ing of a seismogram by the filters bank.

11

Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Stec K.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2002

|

nr 3

43-57

PL

Obszar Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, a w szczególności pewne jego strefy, charakteryzują się występowaniem aktywności sejsmicznej. Sejsmiczność tę z racji bezpośrednich związków z działalnością górniczą nazywa się indukowaną sejsmicznością górniczą. Oddziałuje ona na podziemne wyrobiska kopalń w formie zagrożenia tąpaniami i na obiekty powierzchniowe w postaci drgań gruntu. Od lat pięćdziesiątych prowadzona jest obserwacja tego zjawiska przez Górnośląską Regionalną Sieć Sejsmologiczną (GRSS), która była systematycznie modernizowana. Sieć pracuje w systemie monitoringu ciągłego, a detekcja wstrząsów odbywa się automatycznie (aparatura czuwająca). Sygnały sejsmiczne są odbierane przez 20 kanałów pomiarowych rozmieszczonych w całym monitorowanym obszarze. W latach 1950-2001 udokumentowano ponad 57 600 wstrząsów górotworu o energii E ≥ 10⁵J (ML ≥ 1,6), a aktualnie rejestrowanych jest ponad 1000 zjawisk rocznie. Wieloletnie obserwacje i analizy pozwoliły na wyróżnienie dwóch typów sejsmiczności, tzw. górniczej i górniczo-tektonicznej. Pierwszy typ zjawisk bezpośrednio związany jest z prowadzoną działalnością górniczą i występuje w sąsiedztwie czynnych wyrobisk górniczych. Są to słabsze zjawiska energetyczne i charakteryzują się eksplozyjnym typem mechanizmu ognisk, co odzwierciedla procesy związane z destrukcją pokładu lub bezpośredniego jego otoczenia. Drugi typ są to wstrząsy o charakterze regionalnym, odczuwalne przez ludność na powierzchni, które związane są z reguły ze strefami tektonicznej niestabilności górotworu (np. uskokami). Wpływ na ich powstawanie ma wieloletnia działalność górnicza prowadzona i rozwijana na dużym obszarze przez kilka kopalń. Najczęstszym typem mechanizmu ognisk tych wstrząsów jest mechanizm poślizgowy normalny. Azymuty płaszczyzn rozrywu i ich upady dla tych zjawisk korelują z rozciągłością i upadem uskoków, w pobliżu których zlokalizowane są ogniska wstrząsów. Świadczy to o tym, że przyczyną tych zjawisk jest współdziałanie naprężeń tektonicznych istniejących w analizowanym obszarze z naprężeniami wywołanymi pracami górniczymi. Bieżące rejestracje GRSS są podstawą tworzenia komputerowego banku danych obejmującego bazę sejsmologicznych parametrów wstrząsów górotworu, który stanowi podstawę do opracowania biuletynu najsilniejszych wstrząsów oraz statystycznej analizy sejsmiczności. W artykule przedstawiono rozkład epicentrów wstrząsów na tle obszarów górniczych kopalń, zestawienie liczby wstrząsów i tąpań w odniesieniu do lokalnych regionów, rozkład ilościowy wstrząsów w poszczególnych klasach energetycznych, rozkład energii sumarycznej wstrząsów w poszczególnych klasach energetycznych, rozkład aktywności sejsmicznej górotworu i współczynnika b relacji Gutenberga-Richtera, rozkład przyrostu energii sumarycznej w tygodniowych przedziałach czasu (krzywa Benioffa). Przeprowadzona statystyczna analiza sejsmiczności GZW w 2001 roku wykazała wysoki poziom aktywności sejsmicznej w GZW. Najbardziej wstrząsogennymi rejonami w 2001 roku były rejony rudzko-zabrzański i katowicki.

EN

The area of the Upper Silesian Coal Basin, and particularly some of its zones, are characterized by the occurrence of seismic activity. This seismicity by virtue of direct connections with the mining activity is called induced mining seismicity. It affects underground mine workings in the form of the rockburst hazard, and objects on the surface in the form of ground vibrations. Since the 1950s observation of this phenomenon is conducted by means of the Upper Silesian Regional Seismological Network (GRSS), which was systematically modernized. The network works in the system of continuous monitoring, and tremor detection takes place automatically (watching apparatus). Seismic signals are received through 20 measuring channels placed in the entire area subject to monitoring. Within the period 1950-2001 more than 57 600 rock mass tremors were documented, with energy E ≥ 10⁵J (ML ≥ 1.6), and currently more than 1000 phenomena are registered annually. Long-years' observations and analyses enabled to distinguish two seismicity types, the so-called mining and mining-tectonic seismicity. The first type of phenomena is directly connected with the conducted mining activity and occurs in the vicinity of mine workings. These are weaker energy phenomena, and they are characterized by an explosive mechanism of foci, what reflects processes connected with the destruction of the seam or its direct vicinity. The second type constitute tremors of regional character, noticeable by the population on the surface, which as a rule are connected with zones of tectonic rock mass instability (for example faults). Impact on their rise has long-years' mining activity conducted and developed in a large area by several mines. The most frequent type of the foci mechanism of these tremors is the normal slip mechanism. The azimuths of break planes and their dips for these phenomena correlate with the strike and dip of faults, in the vicinity of which tremor foci are localized. This shows that the reason of these phenomena is the cooperation of tectonic stresses existing in the analyzed area with stresses caused by mining operations. Current GRSS registrations constitute the basis for the creation of a computer data base, comprising the basis of seismological parameters of rock mass tremors, which is the basis to elaborate the bulletin of the strongest tremors and statistical seismicity analysis. In the article one has presented the distribution of tremor epicentres on the background of mining areas of mines, specification of the number of tremors and rockbursts with reference to local regions, quantitative distribution of tremors in individual energy classes, distribution of the summary energy of tremors in individual energy classes, distribution of the rock mass seismic activity and coefficient b of Gutenberg-Richter relation, distribution of the increase of summary energy at week's time intervals (Benioff's curve). The carried out statistical analysis of seismicity of the Upper Silesian Coal Basin in 2001 indicated a high level of seismic activity in the USCB. The regions mostly susceptible to tremors in 2001 were the regions of Ruda-Zabrze and Katowice.

12

Young-Alpine Kłodnica fault scarps of the Metacarpathian high in the Silesian Upland

Jura D.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

1999

|

R. 38, nr 1

52-56

EN

The research results of paleogeomorphology, Alpine tectonics and analysis of mining seismicity suggest that in the Silesian Upland the relaxation of remnant stresses of the Metacarpathian High is active. Young faults are reflected in the morphology, producing escarpments, a pull-apart basins, half-grabens, pushup swells and half-horsts. The horsts are incised in tension zones and hills are in compression zones.

PL

Wyniki badań paleogeomorfologii, alpejskiej tektoniki i analiza wstrząsów górniczych wskazują, że na Wyżynie Śląskiej występuje relaksacja resztkowych naprężeń na wale metakarpackim. Młode uskoki są odzwierciedlone w rzeźbie jako: skarpy, półrowy typu pull-apart i półzręby typu wzniesień popychanych. Półzręby są rozcinane w strefach tensji a w strefach kompresji tworzą się garby.

13

Temporal variations of correlation dimensions of local mining seismicity with relation to the rockburst generating process

Mortimer Z., Luca L. De

Acta Geophysica Polonica

|

1999

|

Vol. 47, nr 3

273-282

EN

The studies concern variations in the spatial and temporal distribution of clusters of local mining induced seismic activity. As the descriptor of such clusters, the fractal correlation exponent dimension has been chosen. The results of testing on Monte Carlo simulated fractal sets show that a small size of temporal window allows us to get reliable estimates of correlation dimension and to study its variation as a short-time period precursor to rockbursts. The correlation between changes in time of spatial epicentre distribution D2 and temporal distribution Dt of epicentre and the occurrence of strong events was found, but not for the all data analysed. We cannot confirm the existence of some systematic evidence, but we found that an anomalous state of the fractal dimension could be observed prior to large events; however, there are no well determined features in its trend. Analysing the distribution of the intertime between the consecutive events, the dimension of its strange attractor has been calculated.

14

Determination of the moment magnitude of mining tremos recorded by seismic stations at Ojców and Książ, Poland

Cembrzyńska-Wróbel B., Domański B.

Acta Geophysica Polonica

|

1998

|

Vol. 46, nr 3

295-305

EN

The Upper Silesian Basin and the Lubin Copper Basin are a source of included seismicity. Stronger seismic events from these regions are recorded by the stations at Książ (KSP) and Ojców (OJC). In the present paper, the moment magnitude for selected series of mining tremors has been determined using spectral analysis of seismograms. The correlation between the values of seismic moment and the logarithm of the maximum amplitude of S-wave ground velocity and the epicentral distance of the event has been studied. The resultant relations can be used fo determining the magnitudes of local minig tremors.