Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza regionalnej aktywności sejsmicznej rejestrowanej w polskich kopalniach węgla kamiennego w latach 1995-2020 na tle warunków geologiczno-górniczych

Mirek Adam, Król Krzysztof, Dzik Grażyna

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2022

|

nr 9

2--8

PL

Badania sejsmologiczne na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego sprowadzają się do obserwacji prekursorów/symptomów i zrozumienia efektów związanych z powstawaniem wstrząsów. Natomiast badania złożonych oddziaływań górotworu pozwoliły na określanie warunków powstawania wstrząsów eksploatacyjnych i regionalnych. Naprężenia tektoniczne i eksploatacyjne, eksploatacja węgla na głębokościach większych niż 1000 m i w sąsiedztwie stref uskokowych oraz skomplikowane warunki geologiczno-górnicze mogą powodować uaktywnienie się powierzchni nieciągłości w wyniku naprężeń spowodowanych deformacjami warstw skalnych. Prowadzi to do pojawienia się wstrząsów o energiach większych od 107 J. Analizy wstrząsów wysokoenergetycznych pokazują, że na przestrzeni 25 ostatnich lat, mimo zmniejszania wydobycia, wraz ze zwiększeniem się głębokości eksploatacji liczba silnych wstrząsów wywołanych naprężeniami tektonicznymi (107-109 J) oraz eksploatacyjnymi (> 105 J) sukcesywnie zwiększa się.

EN

Seismological research in the area of Upper Silesian Coal Basin consists on observation of precursors/ symptoms of shock generation and understanding of their effects. Studies of complex impacts of rock mass provided a background for determining the conditions for the formation of exploitation and regional seismic shocks. Tectonic and exploitation stresses, extraction of coal seams at higher depths, operation in the vicinity of fault zones, often complex geological-mining conditions result in the activation of discontinuity surfaces due to stress caused by deformation of rock layers. It causes the emergence of strong shocks of energy above 107 J. Analyses of high- -energy shocks, both of mining and tectonic-mining (so-called regional shocks) origin on the background of changing operating conditions, which, as a result, creates an image of periodically changing seismic activity and location of strong shocks. Observation results show that, despite declining coal extraction, with an increase of exploitation depth the number of strong shocks caused by tectonic stress (107-109 J) and exploitation stress (> 105 J) has been steadily increasing over the last 25 years. The application of mining and seismic experience, as well as the rese¬arch and work of scientific institutions, is a very good source of information for further scientific analyses leading to forecasting the presence and size of seismic energy associated with strong regional and exploitation shocks.

2

Spatial analysis of b-value variability in Elazig city and the surrounding area (Eastern Turkey)

Polat Gulten

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 1

15--25

EN

Frequency-magnitude distribution was investigated in Elazig city and the surrounding area (coordinates ranging from 38.1° N to 39° N for latitudes and 39° E to 40° E for longitude) to reveal the present-day crustal stress within the region. For this study, a complete set of 5603 earthquakes of Md≥1 from 1 January 2000 to 31 August 2020 were localized from the Bogazici University, Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute, Regional Earthquake-Tsunami Monitoring Center (KOERI) catalogue. For the whole study region, spatial mapping of the frequency-magnitude distribution was thus produced. The frequency-magnitude distribution (b-value) for seismicity within the study area was not homogeneous. Outstanding variations in the b-value were detected with b ranging from b≈slightly more than 0.3–2. In this region, low b-values are mostly dominant in the region except for a few local areas. This study also shows that accumulated stresses are high particularly at the Pütürge segment in contrast to the fault drawn in the south, which represents the main thrust belt that runs through Hani-Lice and stretches to Çüngüş. As expected, stress accumulation in reverse faults is fairly higher. However, the sharing of the tension formed in the compression zone of the Arabian Plate and the Anatolian plate (i.e. stress partitioning in a sense), results in a low share in the reverse fault belt.

3

Sposób wyznaczenia współczynnika tłumienia w obserwacjach sejsmoakustycznych długich ścian o złożonej geometrii

Kurzeja Joanna

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 4-6

1--6

PL

Parametrem określającym spadek amplitudy fali w górotworze, na drodze o znanej długości jest współczynnik tłumienia amplitudy fal sejsmicznych. Wartość przybliżona tego współczynnika jest lokalną cechą pokładu węgla w badanym obszarze. W artykule przedstawiono eksperyment badawczy w jednej z kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW), wykorzystujący dwa sposoby wyznaczenia wartości tłumienia na wybiegu ściany wydobywczej, przy pomocy aparatury sejsmoakustycznej. Nietypowa geometria wyrobiska, polegająca na gwałtownym zwiększeniu się frontu eksploatacji z 200 do 300 metrów, wymusiła dla oceny stanu zagrożenia metodą sejsmoakustyczną określenia efektywnej wartości tłumienia. Celem badań było wyznaczenie współczynnika tłumienia z zastosowaniem schematu pomiarowego metody sejsmoakustycznej w oparciu o model pola emisji Kornowskiego i Kurzeji (2009). Zestawiono wyniki współczynnika tłumienia w dwóch etapach eksploatacji o podobnych warunkach naprężeniowych, lecz przy znacząco różnych długościach frontu. Ponadto porównano wartości współczynników tłumienia z wynikami eksperymentu pomiarowego, wykazując ich zbieżność.

EN

The parameter that determines the decrease in wave amplitude of the rock mass along the path of a known length is the attenuation coefficient of seismic wave amplitude. The approximate value of this coefficient is the local feature of the coal seam in the study area. The article presents a research experiment in one of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) mines, using two methods of determining the value of attenuation coeffcient at the longwall face by means of seismoacoustic equipment. The atypical geometry of the longwal, consisting in a rapid increase in the exploitation front lenght from 200 to 300 meters, made it necessary to determine the effective value of attenuation coeffcient for the assessment of the rock burst hazard using the seismoacoustic method. The aim of the study was to determine the attenuation coefficient using the seismoacoustic method based on the emission field model (Kurzeja, Kornowski 2009). The values of AC measured in two operation stages were compared, i.e. under similar stress conditions but with significantly different front length. Besides, the attenuation coefficient values were compared with the results of the causal experiment, showing their coincidence.

4

Zastosowanie oprogramowania SWIP5 do analizy zagrożenia sejsmicznego w kopalniach

Wiszniowski Jan, Plesiewicz Beata, Holeczek Grażyna

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2021

|

nr 5

2--6

PL

W artykule przedstawiono program SWIP5, przeznaczony do pracy w obserwatoriach sejsmologicznych, instytutach badawczych i centrach monitoringu zagrożenia sejsmicznego, takich jak kopalnie. Celem jego opracowania, łączącego rozwiązania sejsmologii górniczej z sejsmologią ogólną, było ułatwienie rutynowej analizy danych sejsmicznych na różnym poziomie zaawansowania. SWIP5 ma budowę modułową. Składa się z rdzenia umożliwiającego podstawowe operacje oraz niezależnych od rdzenia modułów, w oparciu o które użytkownik może tworzyć własną funkcjonalność programu. Artykuł prezentuje zasadę budowy programu i analizy danych sejsmicznych, sposób przechowywania wyników oraz metody współpracy z innymi narzędziami do badania zagrożenia sejsmicznego.

EN

SWIP5 (Seismic Waves Interpretation Program) is designed to work in seismological observatories, research institutes, and seismic hazard monitoring centers such as mines. The purpose of its development was to facilitate at various levels the analysis of seismic data. The use of SWIP5 ranges from elementary analysis to scientific research. Depending on the configuration the SWIPcan be used at various stages of the seismic hazard investigation. During its design, we made efforts to combine experiences of mining and global seismology. The program is modular. It consists of a core enabling basic operations and controlling modules, which users can build independently, added or removed during the SWIP5 exploitation depending on the needs so that the user can create their functionality of the SWIP5. The program is now routinely used at the Institute of Geophysics of the Polish Academy of Sciences and implemented at the Central Mining Institute. The article presents how the program works and analyzes seismic data, the method of storing the results, and cooperation with other tools for the study of the seismic hazard.

5

The assessment of the optimal time window for prediction of seismic hazard for longwall coal mining: the case study

Małkowski Piotr, Niedbalski Zbigniew, Sojka Wojciech

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 2

691--699

EN

The dynamic nature of rock mass damage during mining activity generates seismic events. This article shows, how the time window for the database infuences on the actual status of seismic hazard for the longwall mining area in one of Polish coal mines using Gutenberg–Richter law. A time window of 10–90 days was assumed with similar or shorter prediction times forecast on its basis. Additionally, for each seismic database the hazard prediction accuracy was determined. The analysis shows that the 10- and 20-day base periods are too short for prediction purposes. The higher-energy seismic events sometimes do not occur within such a short period of time, preventing regression analysis and parameter b determination. The best time window for the seismic hazard prognosis in given geological and mining conditions seems to be 30–50 days. The shorter periods cause the underestimation of the seismic hazard prognosis. Low range of tremor energies and the relatively low number of seismic events with high energy cause the low probability of prediction of the seismic mining events (10–40%) of the energy of min. 106 J, even for longer day base periods. The accuracy of hazard prediction, obtained from each seismic database period, was determined, using the developed coefcient of hazard autoregression CN. The analysis of the Gutenberg–Richter distribution should serve as complementary tool of seismic hazard prediction only.

6

Seismic activity reduction with the use of blasting and passive seismic tomography control, a case study from copper ore mine, Poland

Gogolewska A. B., Smolak D.

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 2

681--689

EN

Deep copper ore mines in Poland have been struggling with seismic hazard since almost ffty years ago when the frst rock burst occurred. Increasing exploitation depth and mined-out space make the mining conditions constrained and severe causing the seismic activity to grow substantially. Consequently, rock burst preventive activities have to be incorporated into mining technology to provide work safety. To date, the group winning blasting has posed the most commonly used preventive measure, so its efciency in seismic energy reduction is of signifcant importance for the rock burst hazard mitigation. The more energy blasting works provoke to release the safer the work environment gets. The article aimed to assess the efciency of such an energy reduction, which was approached in two ways. Firstly, the drop of energy and in turn its reduction efciency was assessed simply using a percentage of provoked tremors’ energy and number. Next, the analysis employed passive seismic tomography results to fnd if provoked tremors took place in high-velocity zones. The analysis made it possible to verify the assumption that the more provoked energy occurs in such zones the more successful preventive blasting is.

7

Wyprzedzająca profilaktyka tąpaniowa w warunkach wzmożonej aktywności sejsmicznej w trakcie eksploatacji pokładu 713/1-2 ścianą II-E1 w KWK ROW Ruch Rydułtowy

Olechowski Sławomir, Ćwiękała Mateusz

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 10

26--33

PL

W artykule przedstawiono sytuację górniczo-geologiczną oraz sejsmologiczną rejonu E1 w KWK ROW Ruch Rydułtowy. Szczegółowo omówiono zastosowywane metody aktywnej profilaktyki tąpaniowej w trakcie eksploatacji pokładu 713/1-2 ścianą II-E1. Celem połączenia metod zwalczania zagrożenia tąpaniami była konieczność ograniczenia zagrożenia poprzez odsunięcie i dezintegrację przestrzeni skłonnych do gromadzenia naprężeń, co umożliwiło kopalni na bezpieczną eksploatację pokładu 713/1-2.

EN

The article presents the mining, geological and seismological situation of the E1 area at KWK ROW Ruch Rydułtowy coal mine. The methods of active rock burst prevention during the exploitation of the longwall II-E1 in seam 713/1-2 wall are discussed in detail. The purpose of combining the methods of fighting the risk of rock bursts was the necessity to reduce the risk by moving away and disintegrating spaces prone to stress accumulation, which allowed the mine to safely exploit seam 713/1-2.

8

Seismic Hazard Assessment for Thuong Tan-Tan My Quarries (Vietnam)

Trong Cao Dinh, Bui Xuan‑Nam, Pham Nam Hung, Tuan Thai Anh, Bach Mai Xuan, Pham Cong Khai, Nguyen Viet Nghia, Trieu Cao Dinh

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 2, vol. 1

163--170

EN

This paper presents the seismic hazard assessment for Thuong Tan-Tan My quarries in Di An commune, Binh Duong province, Vietnam. Combination methods of gravity and magneto-telluric were used to estimate the dip angle and the width of the seismic source. The highest water column of 160 m will cause direct stress on the reservoir bottom with a maximum value of 1535.600 kPa and Coulomb stress of 68.693 kPa (at a depth of 2 km). The typical components of natural earthquake hazard (Mn.max = 5.0, depth of 10 km) in Thuong Tan - Tan My reservoir have the following values: peak ground acceleration PGA = 0.073 g ÷ 0.212 g; peak ground velocity PGV = 2.662 cm/s ÷ 7.984 cm/s; peak ground displacement PGD = 0.706 cm ÷ 1.918 cm at 10% probability of exceedance in 50 years. The typical components of triggered earthquake hazard (Mtr.max = 3.5, depth of 6 km) in Thuong Tan - Tan My reservoir have the following values: peak ground acceleration PGA = 0.024 g ÷ 0.172 g; peak ground velocity PGV = 0 ÷ 5.484 cm/s; peak ground displacement PGD = 0.061 cm ÷ 0.461 cm at 10% probability of exceedance in 50 years.

PL

W artykule przedstawiono ocenę zagrożenia sejsmicznego dla kamieniołomów na rejonie Thuong Tan-Tan My w gminie Di An w prowincji Binh Duong, Wietnamie. Do oszacowania kąta upadu i szerokości źródła sejsmicznego wykorzystano kombinację metod grawitacyjnych i magneto-tellurycznych. Najwyższy słup wody 160 m spowoduje bezpośrednie naprężenia na dnie zbiornika o maksymalnej wartości 1535,600 kPa i naprężeniu kulombowskim 68,693 kPa (na głębokości 2 km). Typowe składowe naturalnego zagrożenia trzęsieniem ziemi (Mn.max = 5,0, głębokość 10 km) w zbiorniku Thuong Tan-Tan My mają następujące wartości: szczytowe przyspieszenie gruntu PGA = 0,073 g ÷ 0,212 g; szczytowa prędkość gruntu PGV = 2,662 cm / s ÷ 7,984 cm / s; szczytowe przemieszczenie gruntu PGD = 0,706 cm ÷ 1,918 cm przy 10% prawdopodo-bieństwie przekroczenia za 50 lat. Typowe składowe wywołanego zagrożenia trzęsieniem ziemi (Mtr.max = 3,5, głębokość 6 km) w zbiorniku Thuong Tan-Tan My mają następujące wartości: szczytowe przyspieszenie ziemi PGA = 0,024 g ÷ 0,172 g; szczytowa prędkość gruntu PGV = 0 ÷ 5,484 cm / s; szczytowe przemieszczenie ziemi PGD = 0,061 cm ÷ 0,461 cm przy 10% prawdopodobieństwie za 50 lat.

9

Sejsmiczność górotworu w rejonach przygranicznych kopalń węgla kamiennego na tle lokalnych uwarunkowań geologiczno-górniczych

Dzik Grażyna, Chlebowski Dariusz

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2020

|

nr 11

11--17

PL

Doświadczenia kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wskazują, że elementem sprzyjającym generowaniu ponadprzeciętnej aktywności sejsmicznej są zaszłości eksploatacyjne, a wysoki stopień skrępowania wynikający z ich istnienia dotyczy wielu obszarów przygranicznych. Na przykładzie trzech rejonów eksploatacyjnych w sąsiedztwie granic obszarów górniczych dokonano w artykule analizy zagrożenia sejsmicznego towarzyszącego prowadzeniu dziewięciu ścian. W ramach próby powiązania poziomu aktywności sejsmicznej z lokalnymi warunkami geologiczno-górniczymi jako kryterium wykorzystano zmienność takich jej parametrów, jak: ogólna liczba i energia zjawisk, jednostkowy wskaźnik wydatku energetycznego, średnia energia i liczba zdarzeń przypadających na 1 m.b. postępu oraz średnia energia pojedynczego zjawiska sejsmicznego.

EN

The element conductive to generation of above-average seismic activity are issues related to past exploitation, and the high degree of restraint stemming from their existence concerns many border areas. Using 3 mining zones located in the vicinity of extraction area borders as an example, the article analyses the seismic hazard related to exploitation of nine longwalls. Substantive discussion is preceded by a generał description of geological and mining conditions and properties of the rock mass in the mining zones as well as components of the extraction system. The criterion used in the attempt to link the level of seismic activity with the local geological and engineering conditions was the variability of such parameters of seismic activity as: total number and energy of events, unit energy expenditure, mean energy and the number of events per linear metre of advancement as well as mean energy of a single seismic event. The erected boundary pillars are characterised by a highly irregular geometry and course, which complicates the process of designing and conducting of mining activities in their vicinity, especially with respect to seams located above and below. An additional problem for conducting excavations in such zones is the varied, but high, seismic activity in areas with boundary pillars, as evidenced by the obtained results, on the basis of which it is possible to conclude that the probable causes of that seismic activity were: the advancement of mining works in conjunction with successive narrowing of the face belt along the border of the extraction area, approaching of the excavation to the immediate vicinity of abandoned workings, the length of excavated longwalls as well as geological and engineering properties.

10

Holocene activity and seismic hazard analysis of faults in Damxung, Tibet

Yang Gang, Tang Yong, Lei Dongning, Hu Qing, Wu Jianchao

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 3

597--604

EN

Based on interpretation of remote sensing and geological feld survey result, three secondary faults are distributed in parallel in Damxung of the southeastern piedmont fault of Nyainqentanglha mountain, which form landform profle across normal faults of graben due to cut platform margin of grade I terrace scarp formation. Through researching the displacements and the collected sediments dates, it is obtained that the horizontal slip rate is about 0.6 mm/a (millimeter per year), and the vertical slip rate is about 1.7 mm/a since 4 ka B.P. (kilo years before present). The northern margin of Damxung basin is a seismic gap, which continuously accumulated strain energy is not released in the M7.5 Damxung earthquake and the M8.0 Yangbajain earthquake. The fracture length of the seismic space can be regarded as the minimum length of potential surface rupture. The maximum moment magnitude of potential earthquakes is at least M6.8.in northern margin of Damxung basin the normal fault magnitude estimation formulas from Wells and Coppersmith (Bull Seismol Soc Am 84(4):974–1002, 1994).

11

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.

12

Simulation of the Microtremor H/V Spectrum Based on the Theory of Surface Wave Propagation in a Layered Half-space

Zhang Z., Chen X., Gao M., Li Z., Li Q.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 2

121--130

EN

Subsurface velocity structures must be estimated to predict longperiod ground motions and seismic hazards. Subsurface velocity structures can be constructed via an inversion of the horizontal-to-vertical (H/V) spectral ratio of microtremor (MHV) curves; thus, a method of simulating the MHV curves is key. In this study, we use the H/V spectral ratio of the surface wave (SHV) based on the surface wave propagation theory in a layered half-space to simulate the MHV curves at sites A and B of the Yuxi basin. Then, we attempt to analyze the features of the SHV curves. We find the H/V ratio of the microtremor loading source to be independent of the peak frequency of the SHV curve, but it has some relation to the amplitude of the SHV curve. Moreover, to reduce the error in subsurface velocity structures obtained by the MHV curves, we suggest that the SHV curves at near-peak frequencies should not be considered in the inversion, because the amplitude deviation is higher at the peak frequency of the MHV curve. In addition, the best frequency ranges for the inversion of the microtremor H/V spectrum are between the peak and trough frequencies of the microtremor H/V spectrum.

13

Seismic hazard in southern Calabria (Italy) based on the analysis of a synthetic earthquake catalog

Console R., Chiappini M., Minelli L., Speranza F., Carluccio R., Greco M.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 5

931--943

EN

The application of a newly developed physics-based earthquake simulator to the active faults inferred by aeromagnetism in southern Calabria has produced a synthetic catalog lasting 100 ky including more than 18,000 earthquakes of magnitude ≥ 4.0. This catalog exhibits temporal, spatial and magnitude features, which resemble those of the observed seismicity. As an example of the potential use of synthetic catalogs, a map of the peak ground acceleration (PGA) for a given exceedance probability on the territory under investigation has been produced by means of a simple attenuation law applied to all the events reported in the synthetic catalog. This map was compared with the existing hazard map that is presently used in the national seismic building regulations. The comparison supports a strong similarity of our results with the values given in the present Italian seismic building code, despite the latter being based on a different methodology. The same similarity cannot be recognized for the comparison of our present study with the results obtained from a previous study based on our same methodology but with a different geological model.

14

Determination of optimum kernel bandwidth for northern Marmara region, Turkey

Karaca H.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 4

633--642

EN

As a relatively recent development, spatial smoothing methods have been introduced to identify seismic patterns. Among the methods developed to model the spatial variation, methods based on utilization of 3-D Gaussian isotropic kernels have a wide reception. The most important question remaining to be answered in the application of these methods is the determination of the optimum kernel bandwidth. At the present, researchers’ efforts to clarify the subject have still not yet finalized, this study aims to provide insightful knowledge for future efforts. In this study, for the region bounded by 27– 33 longitudes and 39–41 latitudes, where the western section of the famous Northern Anatolian fault lies, smoothing techniques are implemented to determine the optimum smoothing kernel bandwidth for point sources. The influence of the modeling of seismicity through the computation of the optimum smoothing kernel bandwidth is examined. In addition, the sensitivity of each smoothing technique to the seismic patterns, whether densely clustered or scarcely populated, is investigated. In the end, the smoothing method based on optimum neighbor number is identified as highly sensitive to the density of seismicity and seismic clusters, and better in modeling high seismicity compared to the model based on single optimum smoothing distance used for the entire region of interest.

15

Konwergencja jako wskaźnik zagrożenia sejsmicznego w wybranych polach eksploatacyjnych w KGHM Polska Miedź O/ZG Polkowice-Sieroszowice

Gogolewska A. B., Markowiak A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

159--172

PL

W kopalniach rud miedzi należących do KGHM Polska Miedź podstawowym zagrożeniem naturalnym jest zagrożenie tąpaniami, którego ograniczanie wymaga odpowiednio dobranych metod oceny jego stanu oraz skuteczności jego zwalczania. Te pierwsze pozwalają określić prawdopodobieństwo wzrostu zagrożenia, a te drugie służą do zapobiegania wystąpieniu jego negatywnych skutków. Dzięki odpowiedniej ocenie stanu zagrożenia, zwiększa się skuteczność jego ograniczania. Jedną z metod bieżącej oceny stanu zagrożenia sejsmicznego jest pomiar konwergencji wyrobisk górniczych. W kopalniach niejednokrotnie stwierdzano, że wzrost konwergencji a także jej zanik, bądź nieregularny przebieg mogą oznaczać wzrost zagrożenia. Podjęto próbę określenia związku pomiędzy zmianami pionowej liniowej konwergencji wyrobisk a aktywnością sejsmiczną górotworu. Wyniki takiej analizy mogą pozwolić na wstępną weryfikację pionowej konwergencji jako wskaźnika stanu zagrożenia sejsmicznego. Analizę przeprowadzono dla oddziału wydobywczego o wysokiej aktywności sejsmicznej (III stopień zagrożenia tąpaniami) w kopalni Polkowice-Sieroszowice. W czasie objętym analizą wszystkie zjawiska ze skutkami w wyrobiskach, które wystąpiły w kopalni, miały miejsce w tym oddziale. Przeprowadzono analizę konwergencji pionowej w okresach wysokiej i niskiej aktywności sejsmicznej. O pisano zmienność średniej 30-dobowej konwergencji pionowej (obliczanej dla ostatnich 30 dni wstecz) i zmiany średniej dobowej konwergencji pionowej. Zwrócono uwagę na skokowe dobowe zmiany konwergencji, nagły jej zanik oraz na jej średnią 30-dobową. O bliczono skuteczność aktywnej i technologicznej profilaktyki tapaniowej. Określono związek między zmianami konwergencji i energią sejsmiczną oraz skutecznością metod profilaktyki tąpaniowej poprzez obliczenie współczynników korelacji liniowej.

EN

In copper ore mines owned by KGHM Polish Copper JSC the primary natural hazard makes the risk of rock bursts, whose limitation requires appropriately selected methods to assess its state and the effectiveness of combating it. The first of the methods allows you to determine the probability of an increase in the seismic hazard, and the latter is used to prevent the occurrence of its negative effects. When the state of the threat is properly assessed, the effectiveness of its mitigation increases. One of the methods of the current assessment of the seismic hazard is the measurement of the convergence of mining workings, i.e. their squeezing. In mines, it has often been argued that the increase in the convergence as well as its disappearance or irregular course may indicate an increase in risk. An attempt to determine the relationship between changes in the vertical linear convergence of excavations and seismic activity of rock mass was made. The results of such an analysis may allow for initial verification of vertical linear convergence as an indicator of seismic hazard status. The analysis was carried out for the mining division of high seismic activity (III degree of rock-burst hazard) in the Polkowice-Sieroszowice mine. At the time embraced by the analysis, all rock bursts that occurred in the mine took place in this division. The analysis of the convergence in periods of high and low seismic activity was carried out. The variability of the 30-day average vertical convergence (calculated for the last 30 days) and the change in the 24-hour average vertical convergence were described. Attention was drawn to the high changes of the day-to-day convergence, its sudden disappearance, and its 30-day average. The effectiveness of active and technological methods of seismic hazard prevention was calculated. The relationship between the changes in vertical linear convergence and the seismic energy as well as the effectiveness of the rockburst prevention were determined by calculating the linear correlation coefficients.

16

Analiza parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu w rejonach eksploatacyjnych O/ZG Rudna

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

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 97

145--162

PL

Aktualny poziom zagrożenia tąpaniami w kopalniach LGOM jest konsekwencją towarzyszącej robotom górniczym sejsmiczności górotworu, a większość dotychczas odnotowanych tąpnięć i odprężeń była spowodowana wstrząsami o najwyższych energiach. Z analizy aktywności sejsmicznej odnotowanej w ostatnich latach wynika, że spośród tych kopalń sejsmicznie najbardziej aktywną jest O/ZG Rudna. Artykuł zawiera ocenę kształtowania się sejsmiczności górotworu w O/ZG Rudna w latach 2006–2015 w całym obszarze kopalni oraz jej poszczególnych rejonach. W ramach parametrów sejsmiczności analizą objęto liczbę rejestrowanych zjawisk, łączną wartość emisji energii oraz wskaźnik jednostkowego wydatku energetycznego. Przeanalizowano także zmienność współczynników rozkładu Gutenberga-Richtera oraz odniesiono się do lokalizacji epicentrów ognisk względem frontu eksploatacyjnego, wyodrębniając nisko- (103 ≤ As < 105J) i wysokoenergetyczne (As ≥ 105J) wstrząsy usytuowane przed frontem, w rejonie robót rozcinkowych oraz w zrobach. Z przeprowadzonych rozważań wynika, że zagrożenie wysokoenergetycznymi wstrząsami w kopalni Rudna utrzymuje się na wysokim, porównywalnym w kolejnych latach poziomie, a zróżnicowana aktywność w wydzielonych rejonach może być między innymi funkcją zmiennej wysokości furty eksploatacyjnej oraz miąższości wstrząsogennych warstw węglanowych zalegających w stropie złoża. Analiza rozmieszczenia ognisk wstrząsów względem frontu eksploatacyjnego wskazuje, że niezależnie od wielkości energii sejsmicznej zdecydowanie najwięcej wstrząsów lokalizuje się w strefie robót rozcinkowych. W następnej kolejności wstrząsy niskoenergetyczne lokalizują się w obszarach zrobowych, a wstrząsy wysokoenergetyczne – przed frontem eksploatacji. Tym samym przedstawiona ocena kształtowania się aktywności sejsmicznej w O/ZG Rudna potwierdza związek ilości rejestrowanych wstrząsów oraz wielkości generowanej energii sejsmicznej z określonymi cechami lokalnych uwarunkowań geologiczno-górniczych, w tym elementami stosowanych systemów komorowo-filarowych.

EN

The current rockburst hazard conditions in the copper mines are the consequence of mining-induced seismicity of the rock strata whilst the majority of registered rockbursts have been caused by high-energy seismic events. The analysis of seismic activity in recent years indicates that the region of the Rudna mine is the region of the highest seismic activity. This paper is an attempt at evaluating the seismicity levels in the Rudna mine in the period from 2006-2015, within the entire mine and in its particular sections. Key parameters of seismic activity include the number of registered seismic events, total energy emission levels, and a unit energy factor. The variability of Gutenberg -Richter (GR) parameters are analyzed and the epicenters’ locations are investigated with respect to the stope position. The distinction is made between low-energy (103 ≤ As < 105 J) and high-energy (As ≥ 105J) seismic events ahead of the stope, in the opening-up cross-throughs and in the gob areas. It appears that the risk level of a high-energy event occurrence in the Rudna mine has not changed in recent years and has remained on a high level whilst the differences in seismic activity, in particular mine sections, are attributed to the varied extraction height and varied thickness of rockburst-prone carbonate layers in the roof of the copper ore deposit. The analysis of the epicenters’ locations with respect to the stope reveals that no matter what the seismic energy levels, the largest number of rockbursts are registered in the opening-up cross-through zone. Low-energy tremors are mostly located in the gob areas, high-energy events occur mostly ahead of the stope. Thus, the evaluation of the seismicity conditions in the Rudna mine seems to positively verify the relationship between the number of registered events and the levels of generated seismic energy, taking the local geological and mining conditions and the specificity of the room and pillar mining method into account.

17

Geomechanical analysis of location and conditions for mining-induced tremors in LGOM copper mines

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

Journal of Sustainable Mining

|

2017

|

Vol. 16, iss. 3

94--103

EN

This paper presents the results of the statistical analyses of rock mass seismicity associated with O/ZG Rudna exploitation and geomechanical analyses concerning the location and conditions of tremor occurrences in LGOM conditions, illustrated by the example of O/ZG Rudna. As part of the statistical analyses, the assessment of rock mass seismicity formation in O/ZG Rudna throughout the whole mine area in the years 2006e2015 is presented, the results of which were the basis for subsequent geo-mechanical analyses. Within the parameters of seismic activity, the analysis covered the number of recorded events, the total value of energy emission and the index of individual energy expenditure. The presented analyses also refer to the locations of tremor source epicentres in relation to the exploitation front, distinguished into low energy and high energy tremors located ahead of the exploitation front, in the area of opening-up works and gobs. These recent results were the starting point for research and calculations on geo-mechanical analyses. These numerical calculations using the finite element method (FEM) carried out the energy density distribution of elastic deformation in the vicinity of the exploitation front. FEM calculations were designed to establish the factors and conditions that determine the location of tremor sources and the mechanism of rock destruction. Both of these factors are directly related to the magnitude of the energy emitted during the tremor. Appropriate energy measurements of elastic deformation have been adopted to determine rock mass areas which are potentially threatened by tremor occurrences of varying energy. Measures of the energy density of shear and volumetric strain enable the determination of the nature of rock mass destruction in the vicinity of mine workings, which in turn gives the basis for linking these measurements with tremor energy and location relative to the exploitation front. The results of numerical computations were compared with the results of statistical analyses on the locations of tremor sources with different energies in relation to the exploitation front in O/ZG Rudna.

18

Metody pomiarowe oceny zagrożenia wstrząsami sejsmicznymi w kopalniach podziemnych

Grzybek W., Stolecki L.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2017

|

nr 9

22--26

PL

W artykule omówiono aktualnie stosowane metody pomiarowe oceny zagrożenia wstrząsami sejsmicznymi w kopalniach podziemnych. Wskazano na szczególną przydatność tzw. metod „inwazyjnych”, w których układ pomiarowy jest umiejscowiony w obrębie stref wstrząsogennych (warstwy stropowe). Wspólnym wyróżnikiem interpretacyjnym wyników pomiarów tymi metodami są zmiany objętościowe masywu skalnego i struktury ośrodka skalnego. Większość wstrząsów występuje bowiem po anomalnym wzroście objętości stropowych partii górotworu. Poprzedzający wstrząsy wysokoenergetyczne proces deformacji górotworu trwa kilka-kilkanaście dni i zachodzi na względnie dużej powierzchni/objętości. Tym samym wymienione ramy przestrzennoczasowe tego procesu stwarzają korzystne warunki dla jego monitorowania z dalszej odległości, pod warunkiem zastosowania odpowiednio dobranych i czułych metod pomiarowych.

19

Rock bursts prediction based on analyzing maximal phenomena of seismic emission in the INGEO system

Cianciara B., Isakow Z., Siciński K., Cianciara A.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2016

|

R. 54, nr 4

5--10 [tekst ang.], 50--55 [tekst pol.]

EN

Predicting the time of rock bursts in the INGEO system is based on the analysis of seismic emission registered in a seismic-acoustic system. Emission signals are generated by rock mass fracturing due to mining exploitation. Such emission is characterized by huge activity of different phenomena which enables to carry out a correct statistical analysis with the use of the hazard method, achieving suitably high resolution of interpretation results. The hazard method is based on the analysis of maxmal phenomena, i.e. phenomena of maximal energy. The use of this method allows to eliminate disturbances to a large extent and, at the same time, enables to assess the probability of high-energy phenomena (rock bursts). The hazard analysis is conducted on the basis of two essential qualities of seismic emission, such as energy of phenomena and intervals between successive phenomena. These qualities are random variables of statistical distribution described by the Weibull model. Using this model one can estimate the parameters of statistical distribution of those qualities which are the basis to determine hazard parameters. The analysis is conducted based on measurement data collected from the T window, i.e. time interval measured by hours. The window is moved with the d step and the calculations are repeated. The hazard parameters were used to define the risk function FWt(QE,T) which is the measure of rock bursts hazard. This function depends on real time t which is determined as the time of the T window right edge. It is also the basis to work out rock burst hazard criteria. It is important to note that the moment a rock burst occurs is a random variable and can be determined with the accuracy of its confidence interval, with certain probability.

PL

Predykcja czasu wystąpienia wstrząsów w systemie INGEO oparta jest na analizie emisji sejsmicznej rejestrowanej w systemie sejsmoakustycznym. Sygnały emisji są generowane pękaniem górotworu wywołanym eksploatacją. Emisja taka charakteryzuje się dużą aktywnością zjawisk, która umożliwia prowadzenie poprawnej analizy statystycznej metodą hazardu, uzyskując również odpowiednio wysoką rozdzielczość wyników interpretacji. Metoda hazardu oparta jest na analizie zjawisk maksymalnych, czyli zjawisk o maksymalnej energii. Zastosowanie tej metody daje znaczną eliminację zakłóceń, a jednocześnie umożliwia ocenę prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk wysokoenergetycznych (wstrząsów). Analiza hazardu realizowana jest na podstawie dwóch podstawowych cech emisji sejsmicznej, a mianowicie: energii zjawisk, oraz odstępów czasu między kolejnymi zjawiskami. Cechy te są zmiennymi losowymi o rozkładzie statystycznym, który jest opisywany modelem Weibull`a. Na podstawie tego modelu prowadzona jest estymacja parametrów rozkładu statystycznego tych cech, które stanowią podstawę do wyznaczania parametrów hazardu. Analiza realizowana jest w oparciu o dane pomiarowe pobierane z okna T, czyli przedziału czasu rzędu godzin. Okno to jest przesuwane z krokiem d i powtarzane są obliczenia. Wykorzystując parametry hazardu zdefiniowano funkcję ryzyka FWt(QE,T), będącą miarą zagrożenia wystąpieniem wstrząsów. Funkcja ta jest zależna od czasu realnego t, który jest określony, jako czas prawego brzegu okna T. Stanowi ona podstawę do opracowania kryteriów stanu zagrożenia tąpaniami, jak również jej przebieg może być wykorzystany do oceny czasu wystąpienia wstrząsów. Należy podkreślić, że moment wystąpienia wstrząsu jest zmienną losową i może być wyznaczony z dokładnością do swojego przedziału ufności, z określonym prawdopodobieństwem.

20

Site-specific Probabilistic Seismic Hazard Map of Himachal Pradesh, India. Part II. Hazard Estimation

Muthuganeisan P., Raghukanth S. T. G.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 4

853--884

EN

This article presents site-specific probable seismic hazard of the Himachal Pradesh province, situated in a seismically active region of northwest Himalaya, using the ground motion relations presented in a companion article. Seismic recurrence parameters for all the documented probable sources are established from an updated earthquake catalogue. The contour maps of probable spectral acceleration at 0, 0.2, and 1 s (5% damping) are presented for 475 and 2475 years return periods. Also, the hazard curves and uniform hazard response spectrums are presented for all the important cities in this province. Results indicate that the present codal provision underestimates the seismic hazard at cities of Bilaspur, Shimla, Hamirpur, Chamba, Mandi, and Solan. In addition, regions near Bilaspur and Chamba exhibit higher hazard levels than what is reported in literature