Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Uszkodzenia nawierzchni drogowych na terenach górniczych

Kadela Marta, Parkasiewicz Beata

Magazyn Autostrady

|

2022

|

Nr 6

24--27

PL

Skutki eksploatacji górniczej są widoczne w postaci deformacji górotworu, powodującego zniekształcenia powierzchni terenu. Występują deformacje ciągłe, nieciągłe i wstrząsy górnicze, a ich uszkodzenie są widoczne na powierzchni nawierzchni drogowej w postaci spękań poprzecznych, osiadań itp. Zalecenia dotyczące ochrony konstrukcji budynków kubaturowych przed negatywnymi skutkami eksploatacji górniczej są szczegółowo omówione m.in. w rekomendacji wydanej przez Instytut Techniki Budowlanej (ITB) w Warszawie. W przypadku obiektów drogowych sytuacja jest inna. Przede wszystkim nie ma ogólnych zasad, które dawałyby jasne wytyczne dla procedury projektowania nawierzchni drogowej na terenach górniczych, podobnie jak w przypadku budynków kubaturowych.

EN

The aim of the article is to present issues related to road surfaces in mining areas as well as the legal aspect of their design and to show damage to road surfaces characteristic for mining impacts.

2

Paraseismic resistance evaluation for existing steel conveyor bridge subjected to mining tremors

Rusek Janusz, Słowik Leszek, Rataj Dagmara

Archives of Mining Sciences

|

2022

|

Vol. 67, no. 4

603--630

EN

The paper presents the author’s approach to evaluating the dynamic resistance of existing building structures exposed to the action of paraseismic events. The idea of the approach was demonstrated in the example of an existing conveyor bridge, which is an important component of an industrial plant located in an area threatened by the occurrence of mining tremors. A scenario was analysed in which the object’s structure was not adapted to absorb additional dynamic effects. Therefore, it was necessary to determine the load-bearing capacity reserve within which the dynamic effects induced by a mining tremor could be allowed. As part of the analysis, criteria for selecting the authoritative section of the analysed object for further dynamic calculations were established and described in detail. As a result of the implemented evaluation procedure, the limiting values of the ground acceleration components were obtained, which are understood as the resistance of the analysed object in the context of carrying additional dynamic actions induced by a tremor. The determined resistance is included in the ultimate limit state STR framework, which sets the level of strength of particular structures’ components as a criterion. The limit values of the ground acceleration components were calibrated, taking into account other accompanying variable actions according to the Eurocodes guidelines. The study also justified using this approach and provides essential information about dynamic excitation’s most sensitive structural components. Such information can direct the process of retrofit or necessary strengthening of the structure when the evaluated resistance will exceed the intensity of existing or predicted seismic events in the area.

3

Study of the relationship of tidal changes in gravity with the time of mining tremors in the area of the mining longwall in a coal mine – case study in USCB, Poland

Siwek Sławomir

Journal of Sustainable Mining

|

2021

|

Vol. 20, iss. 4

240--249

EN

Deep mining of coal deposits in Upper Silesia Coal Basin in Poland over several hundred years has led to disturbances in the natural state of equilibrium. As a result of changes in stress distribution, mass distribution (changes in gravity forces) and deformation of the rock mass, seismic tremors with energy reaching up to 10-+09J are generated. In this paper, the time of mining tremors occurrence is linked with changes in the gravitational load of the rock mass caused by litosphere tides, which are considered to be one of the factors leading to occurrence of natural seismic tremors. The analysis used data on tremors in the immediate vicinity of the longwall VIII E-E1 in seam 703/1 located in the north-eastern part of the Rydułtowy I mining area, whose mining user is PGG S.A. KWK ROW Rydułtowy. These data was compared with data recorded by gPhoneX-155 tidal gravimeter which measures changes in gravity acceleration. Gravimeter gPhoneX-155 is installed on the stand in the Industrial Cultural Center of Mine Ignacy in Rybnik-Niewiadom, within a few hundred meters of the longwall VIII E-E1. The results obtained in the paper indicate a relationship between changes in gravitational load known as lithosphere tides and the time of longwall mining-induced tremors. At the same time, no periodicity was found in the tremors catalog allowing to link them directly to litosphere tides.

4

Zakończenie eksploatacji górniczej pod śródmieściem Bytomia, deformacje powierzchni oraz skutki w zabudowie kubaturowej

Kowalski Andrzej, Apanowicz Bartosz, Gruchlik Piotr, Mika Wiesław, Polanin Piotr, Zięba Magdalena, Kalisz Piotr

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 6

15--24

PL

Przedmiotem artykułu jest podsumowanie eksploatacji górniczej pod śródmieściem Bytomia, jej zakresu, deformacji, a także ich skutków spowodowanych eksploatacją wielokrotną – wielopokładową i prowadzoną w długim okresie czasu. Była to największa eksploatacja w Polsce, a może na świecie, pod terenem zabudowanym – pod dużym miastem. Największa w sensie wydobytego węgla kamiennego i czasu jej prowadzenia. Wykazano, że narastanie deformacji, spowodowanej eksploatacją wielokrotną i w długim okresie czasu, było możliwe pod zwartą zabudową miejską, choć musiały jej towarzyszyć uszkodzenia, a także wyburzanie budynków. W szczególności porównano określone obliczeniowo na podstawie odkształceń poziomych kategorie terenu górniczego, uwzględniając ich narastanie w czasie (deformacje czasowo-ekstremalne) oraz ich redukcję, uwzględniając relaksację odkształceń poziomych.

EN

The subject of the article is a summary of the range and deformation of mining exploitation under the Bytom downtown, and the effects of multiple, multi - seam exploitation which was carried out over a long period of time. It was the largest exploitation under the big city in Poland, under built - up area and probably in the world. It was the largest because there was the largest extraction and it lasted the longest. It was proved that the deformation increase caused by the multiple and long - lasting exploitation was possible under compact urban buildings, although damage and demolition of buildings occurred. In particular computationally defined categories of mining areas were compared based on horizontal strains, taking into account their increase in time and their reduction, calculating the so - called relaxed horizontal strains.

5

Monitoring sejsmiczny Urzędu Miasta Katowice – 20 lat obserwacji

Kurzeja Joanna, Denysenko Sabina

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 7

9--17

PL

W artykule podzielono się doświadczeniami z dwudziestoletniego okresu prowadzenia ciągłych obserwacji drgań gruntu od wstrząsów górniczych w obszarze miasta Katowice. Monitoring sejsmiczny prowadzono kolejno w trzech różnych dzielnicach Katowic, takich jak Ligota, Panewniki oraz Ochojec. Rejestrowano drgania generowane nie tylko eksploatacją górniczą prowadzoną przez katowickie kopalnie, takie jak Murcki – Staszic czy też Wujek Ruch Śląsk, ale również kopalnie odległe, których wstrząsy charakteryzowały się dużymi wartościami magnitudy lokalnej. Do rejestracji drgań zastosowano system AMAX-99 wraz z zintegrowanym oprogramowaniem do ich interpretacji według rozwijanych skal intensywności, takich jak początkowo MSK-64, następnie GSI-GZW, GSI-GZW-2012 oraz najnowsza GSIS-2017. Utworzona z zarejestrowanych akcelerogramów i sejsmogramów baza dostarczyła również cennego materiału do prowadzonych prac naukowo-badawczych udokumentowanych wieloma publikacjami, o których jest mowa w artykule.

EN

The article presents experiences from quite a long period of twenty years of continuous observation of ground vibrations from mining tremors in the area of Katowice. Seismic monitoring was carried out successively in three different districts of Katowice such as Ligota, Panewniki and Ochojec. Vibrations were recorded not only in mining operations conducted by Katowice mines such as Murcki - Staszic or Śląsk, but also in distant mines, whose tremors were characterized by high magnitude values. The AMAX-99 system was used to record vibrations and integrated software to interpret them according to developed intensity scales such as initially MSK-64, then GSI-GZW, GSI-GZW-2012 and currently recommended GSIS- 2017. The database created from registered accelerograms and seismograms has also provided valuable material for the conducted research work documented by many publications referred to in the article.

6

Analiza interferometryczna zmian powierzchni terenu, wywołanych silnym wstrząsem górotworu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w dniu 13.01.2020 o magnitudzie ML=4.0

Kura Karol

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 5

19--27

PL

Przedstawiono zastosowanie techniki satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) do monitorowania zmian powierzchni terenu, jakie wystąpiły w wyniku wstrząsu górniczego o energii sejsmicznej E= 3∙109J (magnituda ML=4.0), który miał miejsce 13.01.2020 r. w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, w południowej części kopalni Budryk. Dla określenia wielkości zmian powierzchni terenu, które miały miejsce przed i po wystąpieniu wstrząsu, zastosowano zobrazowania SAR wykonane przez satelity Sentinel-1. Został przeprowadzony cały proces analizy interferometrycznej, to jest sprawdzono koherencję poszczególnych zobrazowań, wygenerowano 7 interferogramów oraz wyznaczono przemieszczenia powierzchni terenu. Na interferogramie obejmującym czas bezpośrednio po wystąpieniu wstrząsu uwidacznia się bardzo wyraźna niecka obniżeniowa. Maksymalne obniżenie powierzchni wyniosło w tym czasie 35 mm. Kilkanaście dni przed powyższym wstrząsem górotworu obserwowane były również wyniesienia powierzchni terenu na obszarze większym niż sama niecka obniżeniowa. Opracowane wyniki pozwoliły na potwierdzenie możliwości wykorzystania metody satelitarnej interferometrii radarowej, jako narzędzia do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania wielkości i zasięgu zmian na powierzchni terenu, powstałych wskutek wystąpienia silnego wstrząsu górniczego.

EN

The application of the satellite differential interferometry (DInSAR) technique to monitor changes in the terrain surface as a result of mining tremor, with seismic energy E = 3∙109J (local magnitude ML=4.0) has been presented. Above mentioned tremor took place on January 13, 2020 in the Upper Silesian Coal Basin in southern part of Budryk mine. To estimate the magnitude of the terrain surface changes that occurred before and after this tremor, SAR images from Sentinel-1 satellites were used. The whole process of interferometric analysis was carried out - the coherence of individual images was checked, 7 interferograms were generated and the surface displacements were determined. A very clear subsidence trough is visible on the interferogram imediately after the occurrence of analyzed mining tremor. The maximum subsidence of the surface, at that time reached 35 mm. A dozen or so days before the mining tremors, elevations of the land surface were also observed in an area larger than the subsidence basin itself. The developed results allowed to confirm the method of satellite radar interferometry as a tool for quick and precise determination of the size and extent of changes on the surface of the terrain where strong mining tremor occurred.

7

Wahania zwierciadła wód podziemnych pod wpływem wstrząsów górniczych w obszarze górniczym kopalni Rydułtowy

Frolik Adam, Siwek Sławomir, Kierepka Waldemar

Przegląd Geologiczny

|

2020

|

Vol. 68, nr 3

204--210

EN

In 2018, as part of the implementation of a European project: European Plate Observing System (EPOS-PL), a hydrological monitoring system was installed in a Rybnik test site. The system is configured to measure changes of groundwater level caused by seismic events which were induced by mining exploitation. The piezometers were drilled within an active mining area, in close vicinity to mining longwalls of the Rydułtowy Coal Mine, an industrial partner in the project. The paper presents the state of knowledge on the phenomena of co-seismicity in hydrology, a description of installed measuring system, and the first hydrographs registered for mining tremors with a local magnitude from 2.7 to 3.1, which occurred up to 3 km away from the location of piezometers.

8

Pilotażowe pomiary składowych rotacyjnych drgań sejsmicznych w rejonie LGOM

Fuławka Krzysztof, Pytel Witold, Mertuszka Piotr, Koziarz Eugieniusz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2019

|

nr 109

185--197

PL

Metody sejsmiczne są powszechnie stosowane w górnictwie, geofizyce oraz inżynierii lądowej. Aktualnie pomiary sejsmiczne prowadzi się głównie w zakresie rejestracji prędkości i przyspieszeń trzech składowych translacyjnych drgań. Wiedząc jednak, że pełny opis ruchu fali sejsmicznej, oprócz wspomnianych składowych translacyjnych, zawiera również trzy składowe rotacyjne, konieczne było podjęcie działań mających na celu pomiar i określenie charakteru tych ostatnich. Jeszcze do niedawna analiza rotacyjnych fal sejsmicznych prowadzona była wyłącznie w sferze teoretycznej, gdyż brakowało narzędzi umożliwiających rejestrację prędkości obrotowej cząstek gruntu, na poziomie często nieprzekraczającym ułamków μrad/s. Obecnie jednak sejsmologia rotacyjna jest zagadnieniem cieszącym się ogromnym zainteresowaniem, co wynika z pojawienia się na rynku czujników umożliwiających bezpośredni pomiar składowych obrotowych drgań sejsmicznych. Brak jest jednak kompleksowych opracowań w zakresie analizy tychże składowych w przypadku drgań indukowanych działalnością górniczą. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki pilotażowych pomiarów składowych rotacyjnych drgań. Analizie poddano zapisy wstrząsów górniczych oenergii w zakresie od 3 × 103J do 1,5 × 107J. Zarejestrowane wartości obrotu zostały skorelowane z zapisami drgań translacyjnych w celu określenia różnic w ich podstawowych parametrach takich jak czas trwania, częstotliwość i rozkład amplitudowy.

EN

A proper description of ground motions generated by seismic and paraseismic events requires gathering data of six components of seismic waves. Three of them, the so called translational waves, are well researched and identified. Unfortunately, until recently, the remaining three components named as rotational waves were generally estimated with the use of indirect methods based on theoretical calculations. This was related mostly with the lack of proper instruments for the recording of rotational seismic waves. Thus, rotational waves were not fully recognized thus far. Recently, several types of advanced instruments for direct measurements of rotation were invented. Based on the measurements of strong ground motions it was indicated that the amplitude of the rotational components in close distances from the seismic source can be significantly larger than expected. Apart from this, there is still a lack of analyses considering the characteristic of rotational seismic waves generated by induced seismic events. In this paper, the results of preliminary measurements of rotational motions generated by induced seismic waves were presented. Ground movements related with mining tremors were analyzed in terms of amplitude, frequency and duration.

9

Przykład określenia wartości wskaźników deformacji oraz prędkości i przyśpieszeń drgań podłoża w miejscu posadowienia budynku

Strzałkowski P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 107

187--202

PL

Prowadzona od ponad 200 lat eksploatacja górnicza na Górnym Śląsku oddziałuje negatywnie na obiekty budowlane. Zjawisko to we wszystkich przypadkach związane jest z występowaniem deformacji ciągłych powierzchni, a w pewnych przypadkach również deformacji nieciągłych (najczęściej zapadlisk), zmian stosunków wodnych oraz wstrząsów górotworu. W niniejszej pracy przedstawiono ocenę wpływu dokonanej eksploatacji górniczej na budynek zlokalizowany w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (GZW). Na budynek oddziaływały deformacje ciągłe oraz wstrząsy górotworu. W pracy dokonano obliczeń wartości wskaźników deformacji za pomocą teorii Budryka-Knothego, które częściowo zweryfikowano w oparciu o wyniki pomiarów geodezyjnych. Dokonano również analizy wartości prędkości i przyśpieszeń drgań podłoża wywołanych wstrząsami pochodzenia górniczego. Stwierdzono bardzo dużą zgodność wyników uzyskanych na podstawie obliczeń z wartościami stwierdzonymi pomiarami maksymalnej amplitudy składowej poziomej przyśpieszenia drgań (PGA) i maksymalnej amplitudę składowej poziomej prędkości drgań (PGV). W przypadku wstrząsów o największych energiach w hipocentrum zaproponowano również wzór empiryczny pozwalający na obliczanie wartości PGA w danych warunkach geologiczno-górniczych. Zakres stosowania zaprezentowanego wzoru jest oczywiście ograniczony jedynie do rozpatrywanych warunków. Przedstawione wnioski wskazują na to, że obecnie dysponujemy nie tylko metodami pozwalającymi na obliczanie z wystarczającą dla praktyki dokładnością wartości wskaźników deformacji, lecz również wartości PGV i PGA.

EN

Coal mining activities carried out for 200 years in Upper Silesia have had a negative effect on buildings. This impact is in all cases related with continuous deformations of the surface and in certain cases with discontinuous deformations (mostly cave-ins), changes in water relations and mining tremors. The paper presents an evaluation of the impact of a mining activity on a building situated in the Upper Silesian Coal Basin. The building was affected by continuous deformations and mining tremors. Calculations were made of the values of deformation rates by means of Budryk–Knothe’s theory, which were partly verified on the basis of the results from geodetic measurements. An analysis of the velocity and acceleration of basement vibrations caused by mining-induced tremors was also conducted. The conclusions included a high consistency between the results obtained on the basis of calculations and the values obtained by means of PGA and PGV measurements. In the case of tremors with the highest energy in the hipocentrum, there an empirical formula allowing for calculation of PGA value in given geological and mining conditions was also proposed. The application range of the formula mentioned above is obviously limited only to the conditions in consideration. The presented conclusions indicate that at present, sufficiently precise methods, allowing for calculations for practical purposes, not only of deformation indices’ values, but also of PGV and PGA values, presently exist.

10

Analiza wpływu miąższości złoża rudy miedzi na lokalizację epicentrum wstrząsów w komorowo-filarowych systemach eksploatacji

Chlebowski D., Świeżowski M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 107

149--170

PL

Towarzysząca prowadzeniu robót górniczych sejsmiczność indukowana, w tym przede wszystkim wysokoenergetyczna, jest jednym z głównych czynników decydujących o występowaniu zjawisk dynamicznych w górotworze. Określane tym mianem tąpnięcia i odprężenia należą do najpoważniejszych pod względem skutków zdarzeń wywołanych wstrząsami górotworu w kopalniach podziemnych. Charakteryzują się słabą przewidywalnością czasu i miejsca, a ich wpływ na skalę przejawów innych zagrożeń naturalnych (głównie wentylacyjnych) znacznie utrudnia dobór i wdrażanie optymalnych metod zwalczania. Biorąc pod uwagę systematycznie rosnącą głębokość eksploatacji w rejonie LGOM w połączeniu z obserwowanym zmniejszaniem się wysokości furty eksploatacyjnej, poznanie genezy oraz atrybutów aktywności sejsmicznej generowanej eksploatacją dokonaną w konkretnych uwarunkowaniach geologiczno-górniczych może przyczynić się do poprawy skuteczności podejmowanych działań prewencyjnych w aspekcie ograniczania skutków wstrząsów w wyrobiskach dołowych, a tym samym zapewnienia właściwego poziomu bezpieczeństwa zatrudnionych załóg. W pracy podjęto próbę odniesienia się do kwestii możliwej relacji pomiędzy miąższością eksploatowanego złoża i kształtowaniem się wybranych parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu (liczby i energii wstrząsów) z uwzględnieniem lokalizacji epicentrum rejestrowanych zjawisk względem frontu robót rozcinkowych w ramach szeroko stosowanych w LGOM jednoetapowych systemów komorowo-filarowych. Wykorzystano dane udostępnione przez stację geofizyki górniczej O/ZG Rudna, przy czym opierając się na informacji o rzeczywistej wysokości złoża w poszczególnych rejonach kopalni (Rudna Główna, Rudna Północna, Rudna Zachodnia) w połączeniu z przeglądem notowanej na przestrzeni ostatnich lat aktywności sejsmicznej tych rejonów, wytypowano do szczegółowych rozważań trzy pola eksploatacyjne (każde z innego rejonu) o znacząco różnych miąższościach wybieranego złoża (pole G-7/5/RG, pole XX/1/RP, pole XIX/1/RZ). Dysponując wypisem z katalogów aktywności sejsmicznej w obrębie wzmiankowanych parcel wyznaczono i dokonano analizy udziałów procentowych liczby notowanych zjawisk i ich energii w kontekście usytuowania epicentrum w obszarach powszechnie identyfikowanych z elementami systemu eksploatacji (w caliźnie furty, na froncie rozcinki i w strefie roboczej pola, w zrobach). Dla potrzeb wnioskowania o wielkości zagrożenia sejsmicznego w danym rejonie (polu) do analiz porównawczych wykorzystano zbiór wszystkich wstrząsów o energii powyżej 1 × 103 J, natomiast dla oceny skuteczności stosowanych metod/środków profilaktyki tąpaniowej operowano wyłącznie zjawiskami sprowokowanymi, zaistniałymi w czasie wyczekiwania po robotach strzałowych.

EN

Mining-induced seismicity, particularly high-energy seismic events, is a major factor giving rise to dynamic phenomena within the rock strata. Rockbursts and stress relief events produce the most serious consequences in underground mines, are most difficult to predict and tend to interact with other mining hazards, thus making control measures difficult to implement. In the context of steadily increasing mining depth within copper mines in the Legnica-Głogów Copper Belt Area (Poland) alongside the gradually decreasing effective mining thickness, a study of the causes and specificity of mining-induced seismicity in specific geological and mining settings may improve the effectiveness of the prevention and control measures taken to limit the negative impacts of rockbursts in underground mine workings, thus ensuring safe working conditions for miners. This study investigates the presumed relationship between the mined ore deposit thickness and fundamental parameters of mining-induced seismicity, with the main focus on the actual locations of their epicenters with respect to the working face in commonly used room-and-pillar systems. Data recalled in this study was supplied by the O/ZG Rudna geophysics station. Based on information about the actual ore deposit thickness in particular sections of the mines (Rudna Główna, Rudna Północna, Rudna Zachodnia) and recent reports on seismic activity in this area, three panels were selected for further studies (each in different mine region), where the ore deposit thickness was varied (panel G-7/5 – Rudna Główna, panel XX/1 – Rudna Północna, panel XIX/1 – Rudna Zachodnia). Data from seismic activity reports in those regions was used for energetic and quantitative analysis of seismic events in the context of the epicenter location with respect to the selected mining system components: undisturbed strata, working face and abandoned excavations. In consideration of the available rockburst control methods and preventive measures, all events (above 1 × 103 J) registered in the database were analysed to infer about the global rockburst hazard level in the panel and phenomena induced (provoked) by blasting were considered in order to evaluate the effectiveness of the implemented control measures.

11

Analiza oddziaływania eksploatacji górniczej na budynek. Studium przypadku

Strzałkowski P.

Przegląd Górniczy

|

2018

|

T. 74, nr 5

35--41

PL

W ramach artykułu przedstawiono przykład analizy wpływu dokonanej i projektowanej eksploatacji górniczej na budynek. Analizowano oddziaływanie na obiekt deformacji ciągłych oraz wstrząsów górotworu. Wyniki obliczeń wykonanych przy zastosowaniu teorii W. Budryka – S. Knothego zostały częściowo zweryfikowane w oparciu o rezultaty pomiarów niwelacyjnych. Analiza wpływu wstrząsów na obiekt została wykonana przy zastosowaniu skali GSI-GZW-2012 w oparciu o stosowne wyniki pomiarów prędkości i przyśpieszeń drgań. Istotnym wnioskiem z przeprowadzonych rozważań jest zwrócenie uwagi na konieczność prowadzenia wszechstronnego monitoringu oddziaływania eksploatacji górniczej na powierzchnię.

EN

This paper presents an example of the analysis of the influence of the provided and designed mining extraction on the building. The impact of continuous deformations and mining tremors on the object has been analysed. The results of calculations made with the use of Budryk-Knothe theory have been verified on the basis of the results of geodetic measurements. The analysis of influences of mining tremors on the building has been performed by use of the GSI-GZW-2012 scale on the basis of the results of measurements of speed and acceleration of vibration. The most important conclusion of the analysis is that it is necessary to provide comprehensive monitoring of the impact of mining operations on the surface.

12

Methods for assessing resistance and threats to building structures in mining areas

Rusek J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 2

103--110

EN

The fi rst part of this research paper presents methods for assessing threats and resistance of the existing building structures to the infl uence of continuous surface deformation and mining tremors. The discussed assessment methods were used for the analysis of a large number of buildings located in the mining area, and they allowed to assess both the resistance of those buildings as well as the extent and intensity of potential mining damage. The second part demonstrates the results of the research involving a methodology that allows for a detailed assessment of dynamic resistance of a single building structure to the impact of mining tremors. This assessment is based on a comparison of the behavior of a structure when exposed to the loads from the design stage, with its response to the infl uence of the seismic combination, which takes into account mining impacts in the form of mining tremors. The paper also presents exemplary results of the conducted analyzes which evaluated dynamic resistance of an existing portal frame industrial building with a steel structure to mining tremors. Based on the adopted methodology, the direction of further research was defi ned. It will determine the criteria for detailed assessment of dynamic resistance of the existing building structures to the infl uence of mining tremors, considering the fact that these structures were designed with only the impacts of continuous surface deformation taken into account.

13

Machine-Learning Methods for Assessing Dynamic Resistance of Existing Bridge Structures Subjected to Mining Tremors

Rusek J.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2018

|

Vol. 12, no. 1

109--120

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań, których celem było utworzenie modelu pozwalającego na określenie odporności istniejących obiektów mostowych na wpływy wstrząsów górniczych. Podstawą do analiz była utworzona przez autora baza danych o odporności dynamicznej żelbetowych obiektów mostowych poddanych wymuszeniu sejsmicznemu charakterystycznemu dla terenu Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego (LGOM). Odporność dynamiczna każdego obiektu w bazie danych została wyrażona w postaci granicznych wartości przyspieszeń drgań gruntu, jakie dana konstrukcja może przejąć bez zagrożenia bezpieczeństwa. Badania przeprowadzono, wykorzystując metodę Support Vector Machine (SVM) w ujęciu regresyjnym (SVR – Support Vector Regression) oraz sztuczne sieci neuronowe (ANN – Artificial Neural Network). Utworzone w ten sposób modele porównano w aspekcie jakości predykcji oraz uogólniania nabytej wiedzy. Pozwoliło to na wytypowanie metody najbardziej efektywnej pod względem oceny odporności dynamicznej istniejących obiektów mostów.

EN

This paper demonstrates the results of research studies aimed at creating a model that allows to determine the resistance of existing bridge structures to the impact of mining tremors. A database (created by the author of this article) of the dynamic resistance of reinforced concrete bridge structures subjected to seismic excitations commonly occurring in the Legnica-Głogów Copper District (LGOM) formed the basis for the analysis. The dynamic resistance of each structure contained in the database was expressed as the limit values of the acceleration of ground vibrations that may be carried by a given structure without compromising its safety. The study was carried out using the Support Vector Machine (SVM) method in a Support Vector Regression (SVR) approach as well as an Artificial Neural Network (ANN). The models were compared in terms of the quality of the predictions and generalization of the acquired knowledge. This allows to select the most-effective method in evaluating the dynamic resistance of existing bridge structures.

14

The influence of selected factors on the failure rate of the water pipelines located on t he area of the impact of mining tremors

Kilian-Błażejewska E.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 2

308--317

EN

The article presents the influence of the selected factors, including mining tremors, described by the parameter PGVHmax on the failure rate of the water distribution pipelines. In created multiple regression models, the following independent variables were used: diameter and material from which the pipes were made, operation time without failure, the age of pipes, the value of pressure and PGVHmax. The values of PGVHmax in places with damaged water pipelines were determined by constructed the seismic wave propagation models. The analysis was carried out for a random sample of all water pipelines and extracted from this sample new groups: steel and gray cast iron pipes, their diameters, diameters and materials, and their construction time.

PL

W artykule przedstawiono badania wpływu wybranych czynników, w tym wstrząsów pochodzenia górniczego, opisanych za pomocą parametru PGVHmax na intensywność uszkodzeń przewodów podsystemu dystrybucji wody. Jako zmienne niezależne w utworzonych modelach regresji wielorakiej przyjęto: średnicę i materiał z którego wykonane są przewody, czas pracy bezuszkodzeniowej, wiek przewodów, wysokość ciśnienia i PGVHmax. Wartości PGVHmax w miejscach występowania awarii przewodów wodociągowych, wyznaczone zostały na podstawie zbudowanych modeli propagacji fali drgań w ośrodku gruntowym. Analiza przeprowadzona została dla próby losowej obejmującej sumarycznie wszystkie przewody sieci wodociągowej magistralnej, rozdzielczej i przyłącza oraz dla wyodrębnionych z tej grupy prób losowych obejmujących: przewody zbudowane ze stali i z żeliwa szarego, przewody z uwzględnieniem ich średnicy, średnicy i materiału oraz z uwzględnieniem czasu ich budowy.

15

Ocena zachowania się uskoku w sąsiedztwie eksploatacji w aspekcie zagrożenia sejsmicznego

Burtan Z., Chlebowski D., Cieślik J., Zorychta A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 99

185--197

PL

W artykule, na podstawie programu obliczeniowego bazującego na metodzie elementów skończonych, przeprowadzono numeryczne modelowanie eksploatacji w sąsiedztwie uskoku. Przyjęto, że uskok stanowi pojedyncza nieciągłość w postaci płaszczyzny zorientowanej pionowo, a warunki na stykających się powierzchniach definiuje prawo tarcia Coulomba. Rezultaty obliczeń dotyczyły reakcji uskoku na dodatkowe obciążenie wywołane eksploatacją górniczą, a także odnosiły się do wpływu zjawisk zachodzących w płaszczyźnie uskoku na bezpośrednie otoczenie pola eksploatacji. Zachowanie się uskoku analizowano w funkcji rozwoju eksploatacji opierając się na rozkładach naprężeń stycznych i poślizgu wraz z ich zasięgiem w płaszczyźnie uskoku oraz energii zdyssypowanej wskutek tarcia. Z kolei wpływ uskoku na jego otoczenie oceniano na podstawie zmian gęstości całkowitej energii odkształcenia sprężystego. Rezultaty przeprowadzonego modelowania numerycznego pozwoliły na sformułowanie wniosków dotyczących prowadzenia eksploatacji w sąsiedztwie dyslokacji tektonicznych w aspekcie kształtowania się poziomu zagrożenia sejsmicznego.

EN

This article concerns numerical modeling of the impact of mining operations on fault behavior, carried out on the basis of a calculation program based on the finite element method. It was assumed that the fault is a single discontinuity in the form of a vertically-oriented plane, and the conditions in which surfaces merge are defined by the right of the Coulomb friction. On the one hand, the calculations are related to the fault’s response to additional weight resulting from mining operations, and on the other, they are related to the impact that occurrences in the fault’s plane had on the immediate surroundings of the extraction center. The behavior of the fault was analyzed based on distributions in the plane of shear stress and slip, together with their range and energy dissipated due to friction. In turn, the impact of the fault on its immediate environment was analyzed based on variations in the total energy density of elasticity. The results of numerical modeling made it possible to draw conclusions concerning mining operation in the proximity of tectonic dislocations in the context of seismic hazard’s levels.

16

LUMINEOS – nowoczesna sieć sejsmologiczna do monitorowania sejsmiczności i poziomu drgań gruntu na obszarze eksploatacji złóż miedzi w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym

Mirek J., Rudziński Ł.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 97

163--171

PL

Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy od lat siedemdzisiątych XX wieku jest obszarem intensywnej eksploatacji złóż miedzi. Prowadzone prace górnicze spowodowały pojawienie się sejsmiczności indukowanej, a to z kolei pociągnęło za sobą konieczność prowadzenia obserwacji za pomocą podziemnych sieci sejsmologicznych. W połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku, z uwagi na duże szkody obiektów znajdujących się na powierzchni wywołane drganiami gruntu pochodzenia sejsmicznego, pojawiły się naziemne stacje sejsmometryczne (akcelerometryczne). Monitorują one poziom drgań zarówno gruntu, jak i samych obiektów (Mirek 2002). Przyczyniło się to do poszerzenia wiedzy w zakresie charakteru drgań gruntu, jak i odporności obiektów budowlanych. W ostatnich latach zagrożenia antropogeniczne, do których zalicza się sejsmiczność indukowaną działalnością górniczą, wzbudzają coraz większe zainteresowanie. Żeby móc rozwijać metody badania fizyki źródła sejsmicznego, analizy wpływu drgań na powierzchnię czy hazardu sejsmicznego, należy także rozwijać i modernizować sieci pomiarowe. W ramach projektu IS-EPOS „Cyfrowa przestrzeń badawcza sejsmiczności indukowanej dla celów EPOS”, w latach 2014–2015, rozbudowano nowoczesną sieć sejsmologiczną LUMINEOS składającą się obecnie z 15 sejsmometrów i 10 akcelerometrów z możliwością dalszej rozbudowy. Sieć ukierunkowana jest zarówno na obserwacje zjawisk sejsmicznych, jak i obserwacje poziomu drgań gruntu. Dane uzyskiwane z sieci LUMINEOS dopełniają istniejące kopalniane sieci podziemne (Koziarz i Szłapka 2010) oraz powierzchniowe sieci akcelerometryczne (Mirek i in. 2006; Mirek 2005), a także pozwalają na prowadzenie zaawansowanych analiz sejsmologicznych.

EN

Since the 1970s, the Legnica-Głogów Copper District has an area of intensive mining of copper. Mining activities resulted in the appearance of induced seismic activity. This situation caused the necessity of setting an underground seismological network. In the mid-1990s, due to the great damage of objects on the surface caused by the ground vibrations due to mining tremors, a surface strong motion seismic network equipped with accelerometers was created. They monitor the vibration levels of both the land and the buildings themselves. This contributed to a better knowledge of the nature of ground vibration and the resistance of objects. In recent years, anthropogenic threats, which include seismicity induced by mining activities, are arousing more and more interest. To be able to develop test methods for seismic source physics, the analysis of the impact of vibrations on the surface and the seismic hazard, network measurement should also be developed and modernized. In the years 2014–2015, the IS-EPOS “Digital research space of induced seismicity for EPOS purposes” project, extended the LUMINEOS modern seismological network presently consisting of 15 seismometers and 10 accelerometers, with the possibility of additional further expansion. The data obtained from the LUMINEOS network complements the existing underground mining network and surface strong motion network. This allows for an advanced seismic analysis.

17

The influence of the Kłodnica fault tectonic zone on the degree of damage to buildings resulting from high magnitude tremors

Pilecka E., Stec K., Szermer-Zaucha R.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 7(114)

53--64

EN

On 18 April 2015, a regional tremor with an energy E=4·109 J occurred in the main saddle of fault VIa. This phenomenon emerged as result of summing up of stresses caused by underground exploitation conducted in the vicinity of natural faults with unrelaxed tectonic stresses, which resulted in the very strong influence of this tremor on the surface infrastructure and on the emotional well-being of local people. This analysis suggests that there is a statistical relationship between these values. Diversity of location both of the size of measured vibration parameters, damages in the buildings and of feelings of the vibrations prove an unequal radiation of the seismic waves caused by the amplifying influence of the fault zone.

PL

18 kwietnia 2015 r. w strefie uskokowej uskoku VIa w siodle głównym wystąpił wstrząs regionalny o energii E=4·109 J. Zjawisko to miało miejsce w wyniku sumowania się naprężeń wywołanych podziemną eksploatacją prowadzoną w otoczeniu naturalnych uskoków z niezrelaksowanymi naprężeniami tektonicznymi, co miało przełożenie na bardzo silne oddziaływanie tego wstrząsu na infrastrukturę powierzchniową i odczucia przez ludzi. Przeprowadzona analiza wykazała, że istnieje statystyczny związek między tymi wielkościami. Zróżnicowanie położenia zarówno wielkości pomierzonych parametrów drgań, uszkodzeń w budynkach, jak i odczuć wstrząsów świadczą o nierównomiernej radiacji fal sejsmicznych spowodowanej amplifikującym oddziaływaniem strefy uskokowej.

18

Simple models for determination of the differences of ground and building foundation response spectra in LGC region

Kuźniar K., Tatara T.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 1(114)

65--77

EN

The paper deals with the transmission of mine-induced vibrations in the LGC region from the ground to the foundations of typical buildings. The simple, easy-to-use models have been proposed for the determination of the differences (relations) between ground and foundation acceleration response spectra. Experimentally obtained acceleration response spectra from vibrations occurring simultaneously on the ground near the building and the building foundation were the basis for the verification of the accuracy of the proposed models.

PL

Praca dotyczy przekazywania drgań pochodzenia górniczego w LGOM z gruntu na fundamenty typowych budynków. Zaproponowano proste, wygodne w stosowaniu, modele do wyznaczania różnic (relacji) w przyśpieszeniowych spektrach odpowiedzi od drgań gruntu i drgań fundamentów budynków. Weryfikacji dokładności proponowanych modeli dokonano, bazując na przyśpieszeniowych spektrach odpowiedzi od uzyskanych eksperymentalnie, jednocześnie mierzonych drgań gruntu obok budynków i fundamentów budynków.

19

Assessment of the influence of epicentral distance of mining shocks on the transition of free-field vibrations to building foundations

Kuźniar K., Tatara T.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 4(114)

91--100

EN

The paper deals with the analysis of measurements of vibrations induced by mining rockbursts in the Legnica–Glogow Copperfield District (LGCD) to estimate the influence of mining tremor epicentral distance on the curve of relationship (RRS) between the response spectra from the simultaneously measured ground and building foundations vibrations. Non-dimension acceleration response spectra (β) as well as dimension acceleration response spectra (Sa) from the horizontal vibrations were taken into account. The focus is on apartment buildings – medium-rise and high-rise buildings. Additionally, a comparison of conclusions of research carried out in the case of response spectra with the corresponding earlier results regarding the reduction of maximum values of accelerations of vibrations during the transfer from the ground to building foundations were performed.

PL

W pracy dokonano analizy wyników pomiarów drgań górniczych w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym (LGOM) w celu oceny wpływu odległości epicentralnej wstrząsu górniczego na postać krzywej relacji (RRS) spektrum odpowiedzi od drgań gruntu i spektrum odpowiedzi od jednocześnie mierzonych drgań fundamentu budynku. Pod uwagę wzięto bezwymiarowe przyśpieszeniowe spektra odpowiedzi (β) i odpowiednie spektra wymiarowe (Sa) policzone na podstawie drgań poziomych. Skupiono się na budynkach mieszkalnych – budynku średniej wysokości i budynku wysokim. Dodatkowo dokonano porównania wniosków z badań przeprowadzonych w przypadku spektrów odpowiedzi, z wcześniejszymi wynikami uzyskanymi w odniesieniu do redukcji maksymalnych wartości przyśpieszeń drgań przy ich przekazywaniu z gruntu na fundamenty budynków.

20

Wykorzystanie probabilistycznych sieci neuronowych do wyznaczania ryzyka powstania szkód w budynkach poddanych wstrząsom górniczym

Witkowski M., Rusek J.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 1

44--47

PL

W pracy przedstawiono metodykę pozwalającą na wyznaczenie ryzyka powstania szkód górniczych w budynkach o tradycyjnej konstrukcji murowanej w przypadku silnych wstrząsów górniczych. Podstawą do analiz była baza danych o zgłoszeniach uszkodzeń, jakie wystąpiły po wstrząsach z 20.02.2002 r., 16.05.2004 r. oraz 21.05.2006 r. (LGOM Polkowice) W oparciu o te dane utworzono model klasyfikacyjny w postaci probabilistycznej sieci neuronowej (PNN - Probabilistic Neural Network). Bazując na wynikach wcześniejszych prac, w modelu ujęto konstrukcyjne i geometryczne cechy budynków oraz ich zabezpieczenia przeciwko wstrząsom górniczym. Powstały klasyfikator pozwala na wskazanie prawdopodobieństwa powstania szkody przy zadanym zestawie zmiennych wejściowych. Probabilistyczna notacja modelu daje możliwość efektywnego szacowania prawdopodobieństwa wystąpienia szkody w analizie dużych grup obiektów budowlanych zlokalizowanych w obszarze oddziaływań parasejsmicznych. Pozwolić to może z kolei na oszacowanie, z odpowiednim prawdopodobieństwem, nakładów finansowych, które zakład górniczy powinien zabezpieczyć na usunięcie spodziewanych szkód górniczych.

EN

This paper presents a methodology that allows to determine the risk of mining damage in buildings of conventional brickwork in the case of strong mining tremors. The basis for the analysis was the database on notifications of damage occurring after the upheavals of 20 February 2002, 16 May 2004 and 21 May 2006 (LGOM – Polkowice). Based on these data classification a model in the form of a probabilistic neural network (PNN) was developed. Basing on the results of the previous papers, the model includes structural and geometric characteristics of the buildings and their protection against mining tremors. The probability of damage at a given set of input variables can be indicated owing to the obtained classifier. An efficient way to estimate the probability of damage in the analysis of large groups of buildings located in the area of paraseismic interaction can be obtained by the use of a probabilistic notation model. Due to PNN the financing costs of removing the anticipated mining damage can be estimated with an appropriate probability.