Uwagi o warunkach stateczności skarp wyrobisk w kopalniach kredy jeziornej i gytii wapiennej

• Autorzy: Jurys, L.

Warianty tytułu

EN

Comments on the conditions of excavation scarps stability in lacustrine chalk and gyttja mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kreda jeziora jest kopaliną stalą składającą się głównie z wody. Paradoks ten wskazywał Profesor Ryszard Wyrwicki, którego pamięci poświęcony jest artykuł przedstawiający właściwości geotechniczne górotworu złożonego w większości z wody i zachodzące w nim podczas eksploatacji górniczej zjawiska. Szczególne znaczenie ma zachowanie się skarp wyrobisk, bowiem decyduje ono o bezpieczeństwie, a niekiedy o możliwości eksploatacji. Stateczność skarp i zboczy w odkrywce zależy głównie od cech fizycznych budujących ją skał. Te z kolei zależą od składu litologicznego. Kolejnym po wodzie składnikiem kredy jeziornej są węglany wapnia i magnezu (głównie kalcyt). Wagowo, miejscami stanowią one składnik dominujący, lecz objętościowo zawsze ustępują wodzie. Na trzecim miejscu znajduje się kwarc detrytyczny i organogeniczny występujący w ilości do około 20%, a czasami także detrytus roślinny. Wyniki dotychczasowych badań cech geotechnicznych kredy jeziornej nie stwarzają podstaw do sporządzenia, wymaganych przepisami, ocen stateczności skarp wyrobisk. W ich świetle, skarpy są niestabilne i nie dają szans bezpiecznego prowadzenia działalności górniczej. Skala tych badań jest dość skromna, a badania dotyczą tylko kopaliny głównie ze złoża " Grabowo " - nie dotyczą tworzącego nadkład torfu. Praktyka górnicza wskazuje jednak na pewne cechy górotworu i sposoby prowadzenia eksploatacji, pozwalające uniknąć osuwania się skarp oraz przewidywać to zagrożenie. Są to: wilgotność natura/na kopaliny związana z warunkami hydrogeologicznymi oraz ograniczenie do niezbędnego minimum odwadniania wyrobisk. Doświadczenia te pozwalają na wnioskowanie, że im niższa wilgotność, tym lepsze cechy geotechniczne kopaliny. Ponieważ wilgotność kopaliny w złożu jest uzależniona głównie od warunków hydrogeologicznych i hydrologicznych (np. od melioracji), a także od stopnia diagenezy można na jej podstawie, w połączeniu z innymi wynikami badań, przewidywać i oceniać warunki geotechniczne podczas prowadzenia eksploatacji. Z tego powodu, badanie wilgotności złożowej kredy jeziornej powinno być prowadzone na większą niż dotychczas skalę, zwłaszcza, że nie jest ono skomplikowane. Skala badań winna umożliwić rozpoznanie przestrzennej zmienności wilgotności kopaliny. Konieczne jest także rozpoznanie warunków hydrogeologicznych, a w tym, miejsc występowania i charakteru wód podzlo-żowych, które podczas eksploatacji wpłyną do wyrobiska. Istnienie silnego dopływu wód do wyrobiska przez jego dno u podstawy eksploatowanej ściany, ma duże, negatywne znaczenie dla jej stabilności.

EN

Lacustrine chalk is a solid mineral consisted mostly of water. This paradox was pointed out by Professor Ryszard Wyrwicki and this article is dedicated to his memory. It presents geotechnical properties of lacustrine chalk -formation consisted mostly of water, and the phenomena that occur during its exploitation. The problems connected with excavation scarps are of main importance, because it determines the security of works and sometimes even the ability of exploitation. The scarp's stability depends mainly on physical features of rocks. This, in turn, depends on the lithological composition. The results of previous lacustrine chalk geotechnical researches (the scale of researches was quite small) can not be a basis of the scarps excavation stability estimation, if we consider what's required by the regulations of estimating scarp's stability: According to these regulations, scarps are unstable and, as follows, secure mining activity is impossible. However, the exploitation practice indicates some features of the rock and ways of excavating that make it possible to avoid scarp 's sliding and help to predict danger. The following features are: a excavation natural water content (a feature connected with hydrogeological conditions) and limitation of exavation dewatering to minimum. It leads to the conclusion, that the lower moisture content in the excavation is, the better its geotechnical features are. The knowledge of factors which influence the excavation 's water content, along with other information provided with researches, are very important for predicting and estimating geotechnical conditions of exploitation. This is the reason why examination of lacustrine chalk deposit moisture should be done on a larger scale, especially that it is not complicated. Another important thing is to identify hydrogeological conditions, including places where the underdeposit water is found (it can influence excavations during exploitation) and considering its properties. The powerful water inflow through the excavation bottom near the exploited face is of great importance to its stability.

Słowa kluczowe

PL

stateczność wyrobiska; kreda jeziorna; gytia wapienna

EN

gyttja mines; scarp stability; lacustrine chalk

• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 49, nr 1-2
• Strony: 68-72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Jurys, L.

• Oddział Geologii Morza Państwowego Instytutu Geologicznego, Gdańsk - Oliwa

Bibliografia

• [1] Dobak P., Wyrwicki R., Hydroizolacyjne właściwości kredy jeziornej. Przegląd Geologiczny nr 5, Warszawa 2000 r.
• [2] Jurys L., Warunki geologiczno - górnicze eksploatacji i ochrony środowiska złóż kredy jeziornej z przełomu plejstocenu i holocenu. Górnictwo Odkrywkowe nr 2-3, Wrocław 2002 r.
• [3] Jurys L., Naturalne spłycanie się wyrobisk po eksploatacji kredy jeziornej - podstawy teoretyczne i praktyczne przykład): Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie. Miesięcznik Wyższego Urzędu Górniczego, 7(131). Katowice 2005 r.
• [4] Rybicki S., Zurek-Pysz U., Inżyniersko-geologiczna charakterystyka kredy jeziornej i gytii ze złóż środkowego Pomorza. Kwart. Geol., t. 33, nr 2. Warszawa 1989 r.
• [5] Więckowska M., Składniki akcesoryczne a przydatność surowca kredy jeziornej złoża Rusinowo. Uniwersytet Warszawski Wydział Geologii. Praca magisterska wykonana pod kierunkiem prof. Ryszarda Wyrwickiego. Warszawa 2003 r.
• [6] Wyrwicki R., Określanie składu mineralnego gytii wapiennej i kredy jeziornej na potrzeby dokumentowania. Górnictwo Odkrywkowe XXXVI, 6, Wrocław 1994 r.
• [7] Wyrwicki R., Określanie składu mineralnego gytii wapiennej i kredy jeziornej na potrzeby dokumentowania część II. W materiały VI Seminarium "Metodyka rozpoznawania i dokumentowania złóż kopalin oraz geologicznej obsługi kopalń". Krynica 1998 r.
• [8] Wyrwicki R., Określanie składu mineralnego gytii wapiennej i kredy jeziornej na potrzeby dokumentowania część HI. Górnictwo Odkrywkowe XLII, 6, Wrocław 2000 r.
• [9] Wyrwicki R., Holoceńskie osady wapienne: właściwości i chemizm żelu, skład części płynnej i suchej. Przegląd Geologiczny nr 6, Warszawa 2001 r.
• [10] Zurek-Pysz U., Wytrzymałość i odkształcalność gytii w świetle jej specyficznego stanu fizycznego. Zeszyt Naukowy nr 8 WSInż. Koszalin 1992 r.
• [11] Żurek-Pysz U., Wskaźniki litologiczne gytii w nawiązaniu do ich właściwości geologiczno - inżynierskich. Współczesne Problemy Geologii Inżynierskiej w Polsce. Wrocław 1998 r.
• [12] Żurek-Pysz U., Wskaźniki mikrostrukturalne czwartorzędowych utworów węglanowych. Mat.Konf."Geologia i Geomorfologia Pobrzeża i Południowego Bałtyku", streszcz. Wystąpień, Słupsk 2000 r.
• [13] Żurek-Pysz U., Właściwości litologiczne, chemiczne i fizyczne wybranych rodzajów czwartorzędowych osadów węglanowych. Materiały Konferencyjne 2. Międzynarodowej Konferencji "Ochrona i Rekultywacja Terenów Dorzecza Odry: Zagospodarowanie Zlewni", ZN Nr 125, Inżynieria Środowiska 11, Wyd. Politechniki Zielonogórskiej, Zielona Góra 2001 r.
• [14] Żurek-Pysz U., Zmiany fizyczne i chemiczne wybranych wskaźników litologicznych kredy jeziornej wywołane obciążeniem. Górnictwo Odkrywkowe, 2-3, Wrocław. 2002 r.
• [15] Żurek-Pysz U., Skalski G., Zmienność litologiczna osadów bio-i chemogenicznych na przykładzie wybranego profilu złoża Grabowo (Pomorze Środkowe). Geologia i geomorfologia Pobrzeża i Południowego Bałtyku 5, Słupsk 2003 r.
• [16] Żurek-Pysz U., Uwarunkowania litologicznej zmienności osadów wapienno-biogenicznych w dolinie Grabowej na Pomorzu Środkowym, Górnictwo Odkrywkowe, nr 4-5, Wrocław 2005 r.