Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Contribution to the a priori assessment of the value of the caving zone expansion coefficient in the forecast of ground surface uplift caused by the flooding of closed coal mines in the Ruhr region/Germany

Rafał Misa, Mateusz Dudek, Anton Sroka, Krzysztof Tajduś, Dawid Mrocheń

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 2

art. no. e148611

EN

The article presents a methodology for determining the value of the expansion coefficient of a reconsolidated caving zone in the context of forecasting the rise in underground mine water levels and consequent surface subsidence caused by the process of flooding the closed coal mines. The paper also provides a brief characterisation of analytical predictive models regarding surface subsidence during the process of flooding coal mines. In order to describe the vertical deformation of the reconsolidated porous rock mass in the caving zone, a linear-elastic medium of Biot was utilised. The conducted theoretical calculations demonstrate a high agreement with the results obtained through the identification of the expansion coefficient parameter based on the analysis of in-situ subsidence measurements in Dutch and German mining areas. The proposed methodology was applied to a real case study involving the forecasting of the impact of the flooding process on the underground workings of the German Ibbenbüren mine. The article constitutes a significant contribution to the field of forecasting the rise in underground mine water levels and surface subsidence during the process of flooding closed coal mines. The presented methodology and obtained results can be valuable for researchers, engineers, and decision-makers involved in the planning and management of mining areas.

2

Katalog basenów sedymentacyjnych Polski

Cymerman Zbigniew, Grabowski Jacek, Jasionowski Marek, Kasiński Jacek, Kiersnowski Hubert, Krobicki Michał, Leszczyński Krzysztof, Narkiewicz Marek, Pacześna Jolanta, Peryt Tadeusz

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2023

|

T. 207

9--90

PL

Na obszarze Polski wyróżniono 48 basenów sedymentacyjnych obejmujących utwory od ediakaru po pliocen. Opierając się głównie na dostępnych opracowaniach publikowanych, w tym kartograficznych, określono granice basenów, stosując oprogramowanie ArcGIS, a także zestawiono krótkie opisy poszczególnych jednostek. W opisach zarysowano ich zasadnicze cechy: plan strukturalny, wiek wypełnienia osadowego i jego charakterystykę, powierzchnię wychodni, zasięg regionalny na tle elementów tektoniki i paleogeografii oraz genezę. Baseny zaliczono do czterech ogólnych kategorii regionalnych: epikontynentalne (24), włączone w górotwór (14), śródgórskie (4) i związane z terranami (6). Większość opisanych jednostek (32) należy do basenów wychodzących poza granice Polski. Powierzchnia wychodni basenów (w granicach kraju) mieści się w szerokim zakresie: od 11 km2 (basen zgorzelecki) do 284 761 km2 (mezozoiczny basen Niżu Polskiego), przy średnim obszarze 27 290 km2. Nieliczne baseny (w zależności od interpretacji podłoża: 9–15) są rozwinięte bezpośrednio na fundamencie krystalicznym, znaczna większość została nałożona na jednostki powstałe wcześniej, nierzadko w wyniku reaktywacji dawniejszych ram tektonicznych. Głównie na podstawie prac publikowanych przedstawiono zarys genezy poszczególnych basenów, a także wstępnie zaliczono je do ośmiu kategorii genetycznych: obrzeże pasywne, pasmo fałdowo-nasuwcze, basen: przedgórski, przedłukowy, pull-apart, śródkratoniczny, ryftowy i załukowy. Baseny poligenetyczne, o wieloetapowej historii rozwoju, zaliczono do kategorii odnoszącej się do etapu inicjacji basenu. Luki w rozpoznaniu niektórych opisanych basenów sprawiają, że w miarę dopływu nowych materiałów badawczych może ulec zmianie ich definicja, ewentualnie nastąpi ich wewnętrzny podział regionalny lub stratygraficzny, czy też połączenie z sąsiednimi jednostkami.

EN

The catalogue provides description of 48 sedimentary basins from the territory of Poland, comprising deposits from Ediacaran to Pliocene. Basin boundaries in the Arc GIS format, as well as short descriptions of particular units, have been based mainly on published data, including cartographic materials. Descriptions include essential characteristics such as: structural plan, age and general features of a sedimentary fill, regional extent against tectonic and paleogeographic boundaries, and brief genetic considerations. The basins were ascribed to four general regional categories: epicontinental (24 units), incorporated in an orogen (14), intramontane (4), and associated with allochthonous terranes (6). The basin area, defined here as the present area of outcrops or subcrops, ranges from 11 km2 (Zgorzelec Basin) to 284,761 km2 (Mesozoic Basin of the Polish Lowlands), with a mean of 27,290 km2. Most of the described units (32) extend beyond the Polish territory into surrounding countries. Some basins (depending on the basement interpretation: 9-15) are developed directly on a crystalline basement. Majority of basins onlap earlier units, commonly due to reactivation of the pre-existing tectonic framework. A brief review of mechanisms that led to basin formation allowed the authors to ascribe the units to eight genetic categories: passive margin, fold-and-thrust belt, foreland, fore-arc, pull-apart, intracratonic, rift, and back-arc basins. In several instances of polygenetic (polyhistory) basins they were included to a category corresponding to the initial stage of basin development. The present study pinpoints some gaps in our knowledge of particular basins. Once filled, they may lead to changes in basin concepts and definitions, and also to their further subdivision or, conversely, unification.

3

Zagrożenia geologiczne w Polsce w 2021 roku

Wojciechowski Tomasz, Laskowicz Izabela, Kos Jarosław, Marciniec Paweł, Uścinowicz Grzegorz, Przyłucka Maria, Wódka Marcin

Przegląd Geologiczny

|

2022

|

Vol. 70, nr 9

617--626

EN

Geological hazards caused by landslides, earthquakes, erosion, land surface deformation and collapse in 2021 in Poland were among the average compared to recent years. They did, however, affect material losses. The Polish Geological Survey (PGS) recorded 41 events related to sudden landslide activations, which damaged or destroyed 17 road sections. Through ongoing monitoring of 72 landslides, 33 were shown to be active. In 2021, more than 5,200 landslides were identified and inventoried in Poland. Geodynamic monitoring performed by PGS recorded 611 seismic events in Poland, whose magnitudes reached M4.2. In addition, using satellite radar interferometry, continuation of land surface deformations was found mainly in mining areas. In 2021, there was a number of collapses of various origins. The paper is a brief report on the ongoing tasks of the Polish Geological Survey in the field of geological hazards and presents events that took place in Poland in 2021.

4

Sposób realizacji monitoringu geotechnicznego przeciążenia gruntu organicznego nasypem w sąsiedztwie gazociągu wysokiego ciśnienia

Czyż Magdalena, Lis Maciej, Szafranko Elżbieta

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 7-8

73--76

PL

Ze względu na bezpieczeństwo robót zarówno obowiązujące przepisy i normy, jak i doświadczenia inżynierskie opisywane w literaturze wskazują na korzyści z prowadzenia monitoringu i obserwacji zachowania podłoża gruntowego. Jest to szczególnie ważne, gdy rozpoznano w głębszych warstwach słabe podłoże gruntowe, a obciążenie w trakcie realizacji robót jest zmienne. W niniejszym artykule opisano sposób realizacji monitoringu osiadań oraz przemieszczeń poziomych nasypu przeciążającego zlokalizowanego w pobliżu gazociągu wysokiego ciśnienia, realizowanego podczas budowy drogi ekspresowej. Opisano elementy systemu geomonitoringu, sposób jego montażu, a także zalety i ograniczenia.

EN

Due to the safety of works, both the applicable regulations and standards as well as engineering experience described in the literature show the benefits of monitoring and observation of the behavior of the subsoil. It is especially important when weak subsoil is identified in the deeper layers and the load is variable during the execution of works. This article describes the method of monitoring subsidence and horizontal displacements of the overload embankment located in the vicinity of the high-pressure gas pipeline, during the construction of the expressway. The elements of the geomonitoring system, the method of its assembly, as well as advantages and limitations are described.

5

An overview of groundwater resources evolution in North Africa: sustainability assessment of the CI aquifer under natural and anthropogenic constraints

Besser Houda, Dhaouadi Laifa

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2022

|

Vol. 10, Iss. 1

73--94

EN

Given the complex links to the major economic activities and climate variability, water is becoming the most fiercely contested resource, challenging human survival and food security especially in arid hot dry regions, such as in the Middle East and North Africa areas (MENA). In the Kebili and Tozeur regions in southern Tunisia, groundwater resources undergo abusive exploitation mostly for agricultural activities. The lack of efficient management and adequate conservation strategies to ensure sustainable exploitation has resulted in gradual irreversible ecological and geological effects. Thus, this review paper provides a useful background synthesis for the critical assessment of the recursive dynamic substantial increase in freshwater in these regions, using a general equilibrium model of hydrodynamic and chemical changes of aquifers based on several water scarcity indices and economic-ecological factors. The collected data highlight the good correlation between the reviewed studies and the observed and (or) measured disturbance of the natural functioning of the deep confined aquifers, manifested by the gradual severity of the resulted environmental issues, the permanent irreversible depression of the water table, aquifer decompression, land subsidence in the Douz area, and contamination by petroleum flows, with 4 g/L of asphalt and 12 to 90 µg/L of cadmium in northern Kebili. Based on the assembled evidence, water scarcity has heavily influenced the equilibrium of these resources, and the adopted conservation plans have been insufficient to ensure economic incentives for environmental natural resources conservation (the annual average loss of fertile land is 1.25 ha). A detailed equilibrium analysis, relying on evaluating the water productivity-water exploitation ratio, is undoubtedly necessary for improving the integration among different decision makers. Moreover, a re-examination of the resulting impacts of the previously implemented strategies for reliable database development is the key to the successful handling of this transitory fragile situation.

6

Use of InSAR in Linear Discontinuous Ground Deformation Generation analysis: case study of a mine in Poland

Apanowicz Bartosz

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 1

45--53

EN

Linear Discontinuous Ground Deformations are defined as fissures and steps, as well as structural forms composed of them. They occur on the surface as a result of underground mining. Knowledge of LDGDs has been acquired through field observations which are subsequently described in the scientific publication. Records of LDGDs are made by using the classic surveying method. The paper reviews the created LDGDs in the years 2015-2019 in one of the mines of the USCB. The analysis covers the velocity of subsidence as a result of underground mining and the values of horizontal strains determined according to the Knothe-Budryk theory. The InSAR satellite technique was used to measure the subsidence. The subsidence was determined using the small baseline method - SBAS. The combination of the theoretical Knothe-Budryk model with the large-scale capabilities of InSAR may provide valuable material for a better understanding of the genesis of LDGD creation and their prediction.

7

Ruchy powierzchni terenu w rejonie pól geotermalnych obserwowane z zastosowaniem Satelitarnej Interferometrii Radarowej

Łukosz Magdalena A., Witkowski Wojciech, Lisowska Anna, Malinowska Agnieszka A.

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 4-6

36--45

EN

Land surface displacement in the area of geothermal fields observed by Satellite Radar Interferometry

8

Zagrożenia geologiczne w Polsce w 2020 roku

Wojciechowski Tomasz, Laskowicz Izabela, Nescieruk Piotr, Marciniec Paweł, Uścinowicz Grzegorz, Czerwiński Tomasz, Perski Zbigniew

Przegląd Geologiczny

|

2021

|

Vol. 69, nr 5

303--311

EN

The paper describes geohazard events that took place in 2020 on the territory of Poland. The PGI is responsible for geohazard monitoring in four areas of interest :landslides and mass movements within the Landslide Counteracting System (LCS, SOPO in Polish), earthquakes within the Geodynamical Monitoring of Poland and ground motions within the Interferometric Terrain Deformations Monitoring of Poland, and coastal monitoring carried out by the Marine Geology Branch within a framework of the 4D Cartography. In 2020, there were no spectacular geohazard events; however, there were some permanently active phenomena, mostly landslides, which caused significant damages to the infrastructure.

9

Numerical analysis of the influence of mining ground deformation on the structure of a masonry residential building

Szojda Leszek, Kapusta Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

243--257

EN

The article presents numerical analysis of a typical residential building in the Upper Silesian Coal Basin, which was erected in the early twentieth century and was not protected against mining ground deformations. The greatest impact of ground deformation on buildings are ground horizontal strain ε and ground curvature K. Numerical calculations included the building and the ground to take into account the effect of soilstructure interaction. The structure of the analysed building was made of masonry with wooden ceiling and roof elements. The ground was implemented as a layer 3.0m below the foundations and 3.0 m outside the building's projection. Construction loads are divided into two stages - permanent and functional loads as well as ground mining deformation. The maximum convex curvature K+ and the horizontal strain of the substrate ε+ were achieved in the 8th load step. The results of the analyses were presented in the form of stress and deformation maps. The most important results are the magnitude of the main tensile stresses σmax, which could to create cracks in the structure may occur after exceeding the tensile strength ft of the material. The presented method can be used to the analysis of endangered building objects by mining ground deformations.

PL

Starzejąca się struktura zabudowy miast w rejonach eksploatacji górniczej wpływa znacznie na zwiększenie kosztów naprawy uszkodzeń obiektów powierzchni. Prognozowanie zachowania się budynków pod wpływem deformacji podłoża w przypadku, gdy nie są one do tego przystosowane staje się bardzo istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa tych konstrukcji. Stało się to przyczyną przedstawienia przykładu analizy numerycznej typowego budynku mieszkalnego obszaru Górnego Śląska, który powstał w początkach XX wieku i nie był przystosowany do przeniesienia górniczych deformacji terenu. W celu dokładnego odwzorowania zachowania się obiektu pod wpływem deformującego się podłoża przeprowadzono analizę układu budowla - podłoże, w tym przypadku górnicze. Autorzy, posiadając wiedzę kiedy oraz w jakim obszarze będą ujawniały się osiadania na skutek wyeksploatowanej ściany, zastabilizowali układ punktów pomiarowych w najbliższym sąsiedztwie budynku oraz na ścianach podłużnych budynku. Wyniki pomiarów poziomych i pionowych przemieszczeń posłużył do ich wprowadzenia w modelu obliczeniowym. Zgodnie z teoriami prognozowania górniczych deformacji terenu typu ciągłego największy wpływ na budynki mają poziome deformacje podłoża i krzywizna terenu K. Charakterystyki przebiegów tych zmiennych przyjęto wg teorii Knothego. Wpływy te należy rozważać jako dodatkowe obciążenia budynku, ale nie należy ich przykładać bezpośrednio do konstrukcji, lecz jako odkształcenia podłoża. Z tego powodu obliczenia numeryczne objęły budynek oraz bryłę podłoża aby uwzględnić efekt współpracy budowla-podłoże. Konstrukcja budynku była murowana z drewnianymi elementami stropów i dachu, które ze względu na znikomy wpływ sztywność pominięto w obliczeniach numerycznych. Bryła podłoża została tak dobrana, że obejmowała warstwę o grubości 3,0 m poniżej fundamentów oraz 3,0 m na zewnątrz rzutu budynku. Pionowe i poziome powierzchnie bryły gruntu zostały podparte przegubowo w kierunku prostopadłym do ich powierzchni. Analizę numeryczną wykonano przy użyciu pakietu programów Atena i dla każdego z materiałów układu wprowadzono odpowiedni model materiałowy - dla gruntu model Druckera-Pragera, a dla elementów murowych model sprężysto-plastyczny opisany w pakiecie jako ‘cemetitous’, który wykorzystuje powierzchnię graniczną przedstawioną przez Willama-Warnke. Obciążenia konstrukcji podzielono na kilka etapów. W pierwszym etapie przyłożono obciążenia stałe i użytkowe budynku (3 kroki obliczeniowe), a w drugim deformacje podłoża. Odwzorowano przejście wypukłej części krawędzi niecki górniczej, które podzielono na 10 kroków obciążeniowych. Powstania maksymalnej krzywizny wypukłej K+ i odkształcenia podłoża ε+ osiągnięto w 8 kroku obciążeniowym, a powrót do stanu początkowego w 13. Wyniki analiz przedstawiono w postaci barwnych map naprężeń. Najistotniejsze wyniki to wielkość głównych naprężeń rozciągających, w zależności od których mogą powstawać zarysowania konstrukcji po przekroczeniu wytrzymałości na rozciąganie. Na mapach wyraźne ich koncentracje pojawiają się w górnej części ścian konstrukcji oraz w narożach otworów okiennych i drzwiowych. Jest to zgodne z obserwacjami na obiektach, które zostały poddane takim deformacjom. Przedstawiony sposób może zostać wykorzystany w szczegółowym podejściu do analizy zagrożonych obiektów budowlanych.

10

Measurement of surface subsidence and ground collapse caused by underground mining in the Boleo Copper District, Mexico

Kim Jong-Gwan

Journal of Sustainable Mining

|

2020

|

Vol. 19, iss. 2

126--134

EN

Subsidence and vertical movements in mines are a challenge in mining operations. To qualify as a controlled mine site, ground movements must be measured regularly during mining operations. Boleo Copper District mine was monitored and the movement during mining operations was measured from Oct. 31, 2018 to March 15, 2019. The evaluation of vertical and horizontal movement was determined in four locations in the mine areas M303, M303S, M303 C, and M305. The exploitation area, which measured approximately 80 £ 90 m2 with a height of 2.4 m, impacted the surface in the form of cracks. These cracks were observed on the topographic surveys and varied during the mining operations from the beginning to the end. The final results indicated that the points with the greatest displacement were those in the central zone of the mine excavation (points #3, 5, and 6) and the displacement trend of the ground was toward this zone. In theory, the subsidence is typically lesser than the thickness of the extracted ore. In this case, the maximum subsidence was 1.15 m and the ore seam thickness was 2.4 m. The maximum possible subsidence is typically 55-65% of the extracted seam thickness; however, because chain pillars are generally left in place, and provide some support, this maximum possible subsidence is rarely reached. In this case, the maximum subsidence was 52% of the seam thickness.

11

Estimation of Organic Soils Subsidence in the Vicinity of Hydraulic Structures – Case Study of a Subirrigation System in Central Poland

Brandyk Andrzej, Oleszczuk Ryszard, Urbański Janusz

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 8

64--74

EN

The consequences of organic soil subsidence gained considerable importance in a wide range of scientific literature. Since most of the works focused mainly on the subsidence of the land surface, less attention was paid to the effects on hydraulic structures, either to their malfunctioning or to the proper management of the subirrigation systems. For the reasons mentioned above, the paper considers the selected technical parameters (underground pipelines covering thickness and soil subsidence behind inlet and outlet protections) of 37 culverts (communication structures) and 42 culvert-gates (communication and water damming). All the structures were located within the area of a subirrigation system on the previously drained organic soils (Solec system, Mazovian Voivodship, 30 km south of Warsaw). They underwent field measurements of the pipelines covering subsidence and land surface lowering behind their protections on the left and right side of the inlet and outlet section. The achieved results were confronted with the adopted limit and admissible values. Due to the progressing congestion and subsidence of organic soil, the covering thickness of pipelines did not exceed the limit value for 38.5% of the culverts and 36% of culvert-gates. From a long-term perspective (1971–2014) the average subsidence rates in the vicinity of the structures and surrounding peatland surface were found as comparable, ranging from 0.63 to 0.83 cm/year. Particular attention was paid to the influence of water damming that was evident for the inlet sections of culvertgates showing considerably lower subsidence and damage degree.

12

Identification of theoretical parameters used to forecast underground mining impacts to implement long-terms forecasts of underground mining impacts – case study

Kruczkowski Marek

Geoinformatica Polonica

|

2020

|

T. 19

37--48

EN

The paper is a case study of ground surface subsidence induced by a long-term mining of hard coal. Knothe prediction model is commonly used in Poland as a technique for prediction of the subsidence-related deformation of ground surface. The presented issue is related to assumptions about the value of the theory parameters in long-term forecasts on the impact of mining on the surface, which are included in the mine development plan. Incorrectly selected values can significantly influence the quality of deformation forecasts. The calculations presented in the article were made for the area where the exploitation of six coal seams lasted more than thirty years. At the same time, deformations of the surface were observed by means of geodetic measurements. Based on the subsidence curves of the observation line points over time, three periods of rock movement decrease were determined. The range of mining operations was determined for the periods of decreased rock movements. The parameters of Knothe’s model were identified on the basis of geodetic measurements for extracted coal seams. Parametric calculations were made for the increasing range of mining operations and for the ranges of operation between subsequent decreases in the movements of the rock mass. Identification of the parameters of the theory thus made it possible to trace changes in the parameter values for different mining ranges. Significant changes were noted for the parameter describing the dispersion of influence (tanβ), while changes in the coefficient of roof control are not significant and their value becomes stable after some time. As the extent of the mining exploitation was increasing, its influence on both parameters (tangent of angle of major influence – tanβ and coefficient of roof control ‘a’) were evaluated. The changes of tanβ values were found to be significant whereas the changes of the ‘a’ coefficient value are negligible and its value seems to be constant after the initial stage of mining.

PL

W artykule przedstawiono przypadek identyfikacji parametrów teorii prognozowania wpływów S. Knothego dla wieloletniej podziemnej eksploatacji górniczej. Przedstawione zagadnienie jest związane z założeniami co do wartości parametrów teorii w długoterminowych prognozach wpływu eksploatacji złoża na powierzchnię, zawartych w projekcie zagospodarowania złoża. Nieprawidłowo dobrane wartości mogą znacząco wpływać na jakość sporządzanych prognoz deformacji. Prezentowane w artykule obliczenia wykonano dla rejonu, w którym prowadzono eksploatację sześciu pokładów węgla w okresie ponad trzydziestu lat, natomiast na powierzchni obserwowano powstające deformacje z wykorzystaniem pomiarów geodezyjnych. Na podstawie krzywych osiadań punktów linii obserwacyjnej w czasie określono trzy okresy zatrzymania ruchów górotworu. Dla okresów zatrzymania ruchów górotworu określono zakres dotychczasowej eksploatacji górniczej. Na podstawie pomiarów geodezyjnych oraz zakresu wybranych pokładów przeprowadzono identyfikację parametrów teorii S. Knothego. Obliczenia parametrów wykonano dla zwiększającego się zakresu eksploatacji górniczej oraz dla zakresów eksploatacji pomiędzy kolejnymi zatrzymaniami ruchów górotworu. Przeprowadzona w ten sposób identyfikacja parametrów teorii stworzyła możliwość prześledzenia zmian wartości parametrów dla różnych zakresów eksploatacji górniczej. Stwierdzono istotne zmiany w przypadku parametru opisującego rozproszenie wpływów (tgβ), natomiast zmiany wartości współczynnika eksploatacji nie są znaczne, a jego wartość po pewnym czasie ustala się na stałym poziomie.

13

Symulacja wpływu nieliniowego sumowania się wpływów spowodowanych eksploatacją kolejnych ścian z wykorzystaniem teorii automatów komórkowych

Sikora Paweł

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

365--375

PL

W pracy przedstawiono przykład rzeczywistej eksploatacji pokładowej węgla kamiennego kolejnych dwóch ścian w pokładzie 338/2. Eksploatacja spowodowała powstanie na powierzchni terenu górniczego niepełnej niecki obniżeniowej, która po wybraniu ściany nr 2 cechowała się znaczną asymetrią. Deformacje powierzchni objęte były systematycznymi pomiarami niwelacyjnymi wzdłuż linii pomiarowej „1”. Dla przedstawionego przykładu podziemnej eksploatacji wykonano obliczenia numeryczne z wykorzystaniem teorii automatów komórkowych. Zastosowano nieliniową funkcję przejścia. Wyniki obliczeń numerycznych porównano z w wynikami obserwacji geodezyjnych. Celem niniejszego artykułu jest weryfikacja założeń teoretycznych przyjętych dla przestrzennego modelu górotworu jako deterministyczny skończony automat komórkowy.

EN

The paper presents an example of real subsequent hard coal mining in the seam 338/2, which caused the formation of a subsidence trough on the surface of the mining area which after extraction of the longwall No. 2 was characterized by a significant asymmetry. Surface deformations were covered by systematic leveling measurements along the measurement line “1”. For the illustrated example of underground mining, numerical calculations were made using the theory of cellular automata. A non-linear transition function was used. Calculated data were compared with the results of geodetic observations. The aim of the article was to verify the theoretical assumptions of the model and to demonstrate the practical possibilities of applying the method to assess the subsidence of the mining area.

14

Wpływ intensywności eksploatacji i zruszenia górotworu na wartość współczynnika eksploatacji

Majcherczyk Tadeusz, Kryzia Katarzyna

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 1

46--52

PL

W artykule przedstawiono analizę wartości współczynnika eksploatacji przeprowadzoną w jednym z rejonów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Analizie poddane zostały obszary, w których zróżnicowana była intensywność eksploatacji. Wartości współczynników eksploatacji wyznaczono z dopasowania krzywej obniżeń pomierzonych, a także na podstawie równania regresji wynikającego z cech górotworu w jakim prowadzona jest działalność wydobywcza. Górotwór w analizowanych obszarach scharakteryzowano przez miąższość i rodzaj warstw nadkładu, rodzaj warstw karbonu, głębokość eksploatacji oraz stopień naruszenia górotworu wcześniej dokonaną eksploatacją. Ocenie poddano wartość współczynników eksploatacji dla przypadków charakteryzujących się różnym stopniem zruszenia górotworu.

EN

This paper presents an analysis of the value of the exploitation coefficient carried out in one of the regions of Upper Silesian Coal Basin. The analysis covered areas where the intensity of exploitation varied. Values of exploitation coefficients were determined from the adjustment of the curve of subsidence as well as on the basis of the regression equation resulting from the features of the rock mass in which the mining activity is carried out. The rock mass in the analyzed areas was characterized by thickness and type of the overburden strata, type of Carboniferous strata, depth of exploitation and rock mass disturbance by previously performed exploitation. The value of exploitation coefficients was evaluated for cases characterized by varying rock mass disturbance.

15

Assessment of the subsidence ratio be based on seismic noise measurements in mining terrain

Marcak Henryk, Pilecki Zenon

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 1

197--212

EN

Subsidence process in the rock mass disturbed by mining can be complicated and can be faster or slower depending on the geological structure and physical and mechanical properties of the rock mass, changes in exploitation geometry, and changes in the rate of exploitation. The most frequently, the sub-sidence process develops over years in a way that is difficult to observe over a short period (days). It has been proven in practice of coal mines in Poland that Knothe’s model describes subsidence process with high accuracy. It is based on treating the rock mass as a stochastic medium and describing subsidence with stochastic equations.It can be assumed that, the complicated stress field as a result of mining activities induce a series of displacements of different sizes in rock mass. The inelastic deformation in rock mass is accompanied by a microseismicity that can be recorded and processed. We assumed that seismic noise with weak seismic events is a low-energy part of the microseismicity. We proposed an analytical solution to examine the distribution of the energy of the seismic noise during subsidence process development based on Knothe’s model. In general a qualitative method of subsidence process assessment by the registration of the seismic noise was described.

PL

Proces osiadania w górotworze naruszonym działalnością górniczą może być skomplikowany. Może przebiegać szybciej lub wolniej w zależności od budowy geologicznej, fizycznych i mechanicznych właściwości górotworu, zmian w geometrii eksploatacji i zmian prędkości eksploatacji. Najczęściej proces osiadania rozwija się przez lata w sposób trudny do zaobserwowania w krótkim okresie (np. dni). W praktyce udowodniono, że w kopalniach węgla w Polsce model Knothego opisuje proces osiadania z dużą dokładnością. Opiera się on na traktowaniu górotworu jako ośrodka stochastycznego i opisuje osiadanie za pomocą równań stochastycznych. Można przypuszczać, że skomplikowane pole naprężeńwytworzone w wyniku działalności górniczej wywołuje w górotworze serię przemieszczeń o różnej wielkości. Niesprężystemu odkształceniu w górotworze towarzyszy mikrosejsmiczność, która może być rejestrowana. W badaniach przyjęliśmy założenie, że szum sejsmiczny wraz ze słabymi zjawiskami sejsmicznymi należy do niskoenergetycznej części sejsmiczności. Zaproponowaliśmy rozwiązanie analityczne, w celu zbadania rozkładu energii szumu sejsmicznego w czasie rozwoju procesu osiadania w oparciu o model Knothego. W efekcie zaproponowano jakościową metodę oceny procesu osiadania poprzez rejestrację szumu sejsmicznego.

16

Reconstruction of initial thickness and geometry of the Lower Palaeozoic strata in the Podlasie and Baltic basins, East European Craton

Barmuta Jan, Barmuta Maria, Golonka Jan, Papiernik Bartosz

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2019

|

Vol. 89, No. 4

471--480

EN

The aim of this study was to use the structural restoration technique to verify the correctness of the structural and palaeothickness maps created during the BLUE GAS Project. On the basis of well data as well as refined structural and palaeothickness maps of Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carboniferous, Permian, Triassic, Jurassic and Cretaceous horizons, a cross-section running across the Baltic Basin, the Mazury High and the Podlasie Basin was created. During the restoration process, the effects of compaction and fault activity were removed sequentially. The amount of erosion was estimated on the basis of the corrected palaeothickness maps. The resulting restoration is geologically reasonable and therefore both the structural and palaeothickness maps should be regarded as reliable. The reconstruction also allowed reproduction of the initial geometry and thickness of the Cambrian–Devonian strata and the recognition of three main episodes in the evolution of the sedimentary cover of this part of the East European Craton. The first episode was related to the deposition of the Lower Palaeozoic (up to the Lower Devonian) sedimentary complex on the relatively flat surface of the East European Craton edge. During the second episode, lasting most probably to the Permian, the Baltic and Podlasie Basins subsided significantly. The amount of subsidence was much higher in the Podlasie Basin. The third episode is related to the deposition of the almost flat-lying Mesozoic–Cainozoic complex.

17

Real-time monitoring rapid ground subsidence using GNSS and Vondrak filter

Tao Tingye, Liu Jingbin, Qu Xiaochuan, Gao Fei

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 1

133--140

EN

Human activities such as coal mining may cause rapid ground subsidence, which will damage severely on human-built structures such as coal transport railway or buildings, and even kill lives. In coal-mining areas, ground subsidence happens continuously, and its amplitude may be up to 10 cm per day. In order to assure the safety of coal-mining areas, it’s necessary to monitor the ground subsidence timely and precisely. This paper presents a continuously operating real-time global navigation satellite system ground subsidence monitoring system, which consists of hardware, data processing algorithms and software, communication link and peripheral equipment. A particular architecture was designed for field operation. For the data processing, the Vondrak filter is proposed to process the monitoring data. We operated the proposed monitoring system on the coal-mining area and verified the performance during the mining period from early July to December 2017. The monitoring results show that the proposed system has an accuracy of 5 mm for ground subsidence monitoring on the basis of precise leveling data that were simultaneously observed. The proposed method can meet the accuracy requirement of ground subsidence monitoring, and it can provide continuous subsidence information in real time, which cannot be achieved by the traditional leveling surveying method. The monitoring system and data processing method can be applied to the monitoring of ground subsidence in subsidence area as well as geological disasters such as landslides.

18

Symulacja obniżeń górotworu spowodowanych eksploatacją kolejnych ścian z wykorzystaniem teorii automatów komórkowych

Mielimąka R., Sikora P.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

457--469

PL

W pracy przedstawiono przykład rzeczywistej eksploatacji pokładowej węgla kamiennego kolejnych dwóch ścian. Eksploatacja spowodowała powstanie na powierzchni terenu górniczego niepełnej niecki obniżeniowej. Deformacje powierzchni objęte były systematycznymi pomiarami niwelacyjnymi wzdłuż linii pomiarowej „1”. Dla przedstawionego przykładu podziemnej eksploatacji wykonano obliczenia numeryczne z wykorzystaniem teorii automatów komórkowych a następnie porównano je w wynikami obserwacji geodezyjnych. Celem niniejszego artykułu jest weryfikacja założeń teoretycznych przyjętych dla przestrzennego modelu górotworu jako deterministycznego skończonego automatu komórkowego.

EN

The paper presents an example of real subsequent hard coal mining, which caused the formation of a subsidence trough on the surface of the mining area. Surface deformations were covered by systematic leveling measurements along the measurement line “1”. For the illustrated example of underground mining, numerical calculations were made using the theory of cellular automata. Calculated data were compared with the results of geodetic observations. The aim of the article was to verify the theoretical assumptions of the model and to demonstrate the practical possibilities of applying the method to assess the subsidence of the mining area.

19

Subsidence determination in the Central Valley, California

Romero M., Berber M. M.

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2018

|

Vol. 106

35--42

EN

Twenty four hour GNSS (Global Navigation Satellite System) data acquired monthly for 5 years from 8 CORS (Continuously Operating Reference Station) stations in Central Valley, California are processed and vertical velocities of the points are determined. To process GNSS data, online GNSS data processing service APPS (Automatic Precise Positioning Service) is used. GNSS data downloaded from NGS (National Geodetic Survey) CORS are analyzed and subsidence at these points is portrayed with graphics. It is revealed that elevation changes range from 5 mm uplift in the north to 163 mm subsidence in the southern part of the valley.

20

Numerical applications of geometric-integral theory of underground mining effect of Professor Stanisław Knothe

Białek J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 1

69--80

EN

The paper presents a general space-time variant of the geometric-integral theory of influences of Professor Stanisław Knothe. The theory describes the deformations of rock mass and surface area caused by underground mining. Then, calculation algorithms which allow to apply the theory in computer programs were presented. The first of the algorithms worked out in the 1970s by B. Drzęźla [10] assumes that the calculations are carried out in the polar coordinate system. It is characterized by extraordinary numerical effectiveness and it allows to approximate the mining process with any polygon. But the prediction results describe only the final deformation states, which is a kind of limitation. The second described algorithm, worked out by J. Białek [2, 3], uses the relations in a rectangular coordinate system. It allows to include in calculations the space-time evolution of the multi-panel and multi-bed underground mining exploitation. The programs also allow for the description of influence delay with respect to the completed mining exploitation, in line with the differential equation proposed by S. Knothe. The results of the prediction can involve the increment of deformations in any preset time interval, or extreme deformations in that time interval. Finally, the main reasons are presented, explaining why the application of S. Knothe theory has been popular in Poland and worldwide for 65 years.