The knowledge of the dynamic elastic properties of a coal seam is important in the context of various types of calculations of the seam behavior under various stress-strain conditions. These properties are often used in numerical and analytical modeling related to maintaining the stability of excavations and the analysis of mechanisms, e.g. related to the risk of rock bursts. Additionally, during the implementation of seismic surveys, e.g. seismic profiling and seismic tomography in coal seams, the reference values of the elastic properties of coal are used in the calculation of relative stresses in various geological and mining conditions. The study aims to calculate the dynamic elastic parameters of the coal seam located at a depth of 1,260 m in one of the hard coal mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB). Basic measurements of the velocity of P- and S-waves were conducted using the seismic profiling method. These surveys are unique due to the lack of the velocity wave values in the coal seam at such a great depth in the USBC and difficult measurement conditions in a coal mine. As a result, dynamic modulus of elasticity was calculated, such as Young’s modulus, volumetric strain modulus, shear modulus and Poisson’s ratio. The volumetric density of coal used for calculations was determined on the basis of laboratory tests on samples taken in the area of the study. The research results showed that the calculated mean P-wave velocity of 2,356 m/s for the depth of 1,260 m is approximately consistent with the empirical relationship obtained by an earlier study. The P-wave velocity can be taken as the reference velocity at a depth of approx. 1,260 m in the calculation of the seismic anomaly in the seismic profiling method.
PL
Znajomość dynamicznych właściwości sprężystych pokładu węgla jest istotna w kontekście różnego rodzaju obliczeń zachowania się pokładu w różnorakich warunkach naprężeniowo-odkształceniowych. Właściwości te są często wykorzystywane w modelowaniach numerycznych i analitycznych związanych z utrzymaniem stateczności wyrobisk oraz analizą mechanizmów, np. związanych z zagrożeniem tąpaniami. Dodatkowo w trakcie realizacji badań sejsmicznych np. profilowań sejsmicznych i tomografii sejsmicznej w pokładach węgla referencyjne wartości właściwości sprężyste węgla wykorzystywane są w obliczaniach naprężeń względnych w różnych warunkach geologiczno-górniczych. Celem badań jest obliczenie dynamicznych sprężystych parametrów pokładu węgla, położonego na głębokości około 1260 m, w jednej z kopalń węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Podstawowe pomiary prędkości fal sejsmicznych wykonano metodą profilowania sejsmicznego. Te pomiary są unikatowe ze względu na dużą głębokość położenia profilu pomiarowego oraz trudne warunki pomiarowe w kopalni. W efekcie obliczono dynamiczne moduły sprężystości takie jak: moduł Younga, moduł odkształcenia objętościowego, moduł odkształcenia postaciowego oraz współczynnik Poissona. Gęstość objętościową węgla przyjętą do obliczeń wyznaczono na podstawie testów laboratoryjnych na próbach pobranych w rejonie badań. Wyniki badań pokazały, że obliczona średnia prędkość fali P równa 2356 m/s dla głębokości 1260 m jest w przybliżeniu zgodna z empirycznymi zależnościami określonymi we wcześniejszych badaniach. Prędkość fali P może być przyjęta jako prędkość odniesienia na głębokości około 1260 m w obliczeniach anomalii sejsmicznej w metodzie profilowania sejsmicznego.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy nawiązano do pierwszych rozwiązań EMAG-u w zakresie aparatury i systemów geofizycznych, w tym przenośnej aparatury do badań sejsmicznych. Przedstawiono zasadę działania oraz parametry aparatury PASAT M najnowszej generacji, jak również jej poprzednika – PASAT 12i. Omówiono funkcjonalność nowej aparatury i scharakteryzowano jej parametry techniczne. Opisano wybrane możliwości praktycznego wykorzystania aparatury do badań in situ. Zasygnalizowano możliwości wspomagania obliczeń za pomocą oprogramowania interpretacyjnego, w tym kreślenia map. Przedstawiono wyniki badań z kopalń węgla kamiennego Chin i Ukrainy oraz kopalni soli potasowej na Białorusi. W konkluzji podano zestawienie korzyści wynikających ze stosowania aparatury PASAT M, podkreślając jej wysokie parametry techniczne oraz zwracając szczególną uwagę na fakt, że prześwietlenia sejsmiczne pozwalają nie tylko rozpoznać obszar robót górniczych pod kątem budowy i właściwości górotworu, ale również ocenić zmiany pola naprężeń.
EN
The article refers to the first solutions of EMAG with respect to geophysical apparatus and systems, including portable apparatus for seismic surveys. The principle of operation of parameters of the PASAT M apparatus of the newest generation, as well as its predecessor – PASAT 12i apparatus – were presented. The functionality of the new apparatus was discussed and its technical parameters were characterized. Selected possibilities of practical use of the apparatus for in situtests were described. The possibilities of calculation assistance by means of the interpretation software, including map charting, were indicated. The investigation results from hard coal mines in China and Ukraine and a potassium salt mine in Belarus were presented. Finally, a specification of advantages resulting from the use of the PASAT M apparatus was given, emphasizing its high technical parameters and drawing attention to the fact that seismic surveys allow not only to recognize the area of mining operations from the viewpoint of the rock mass structure and properties, but also to assess the changes of the stress field.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.