Nauki Techniczne

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

Zawartość

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk | 2017 | Nr 101 |

Abstrakt

Polskie górnictwo węgla kamiennego charakteryzuje się występowaniem praktycznie wszystkich, typowych dla eksploatacji podziemnej zagrożeń naturalnych, zwłaszcza tzw. zagrożeń katastrofogennych. Ujawnianie się tych zagrożeń wywołuje niebezpieczne zdarzenia, w wyniku których niejednokrotnie dochodzi do wypadków, w tym wypadków śmiertelnych. Wysoki poziom zagrożeń naturalnych może ograniczyć prowadzenie eksploatacji lub nawet doprowadzić do zaniechania wybierania rejonów dotkniętych ich skutkami. Wyłączenie z eksploatacji takich części złoża może z kolei zmniejszyć zdolności wydobywcze kopalń, a w niektórych przypadkach nawet skrócić ich żywotność. W artykule scharakteryzowano skalę występowania zagrożeń: metanowego, wybuchem pyłu węglowego, pożarami endogenicznymi, zawałami, tąpaniami, wyrzutami metanu i skał oraz wodnego, wskazujac także na możliwość ich koincydencji. Na podstawie statystyk Wyższego Urzędu Górniczego, dotyczące niebezpiecznych zdarzeń i wypadków śmiertelnych wywołanych zagrożeniami naturalnymi w latach 2000–2016 analizowano częstość ich uaktywniania i wypadkogenność.Na podstawie tej analizy można stwierdzić:

- Pod względem liczby niebezpiecznych zdarzeń najczęstszymi były pożary endogeniczne, tąpnięcia i odprężenia, zapalenia i wybuchy metanu oraz zawały skał, a najrzadziej dochodziło do wdarć wody, wyrzutów metanu i skał oraz wybuchów pyłu węglowego.

- Najwięcej wypadków śmiertelnych miało miejsce w wyniku wybuchów metanu i wybuchów pyłu węglowego, a znaczną liczbę wywołały tąpnięcia i zawały. Najmniej wypadków spowodowały wdarcia wody, pożary endogeniczne oraz wyrzuty metanu i skał.

- Za najbardziej katastrofogenne należy uznać zagrożenie metanowe i wybuchem pyłu węglowego, choć zdarzenia wynikajace z ujawniania się tych zagrożeń charakteryzowały się relatywnie małą częstością występowania.

Przeprowadzona ocena potwierdza znaczący wpływ katastrofogennych zagrożeń naturalnych na stan bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Celem badań było określenie przyczyny występowania wysokoenergetycznych wstrząsów (energia E ≥ 1,0E+05 J) w rejonie ściany A położonej pokładzie 405/2 w znajdującej się w zachodniej części siodła głównego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. W badaniach wykorzystano metodę inwersji tensora momentu sejsmicznego dającą w wyniku parametry mechanizmu ognisk (procentowy udział składowych: izotropowej, jednoosiowego ściskania lub rozciągania, składowej ścinającej; azymut i upad płaszczyzn nodalnych; kierunki osi naprężeń tensyjnych i kompresyjnych). Parametry te są wielkościami, które opisują procesy zachodzące w ogniskach wstrząsów i posiadają wyraźny związek z warunkami naprężeniowymi w danym rejonie. Na podstawie otrzymanych parametrów wyznaczono kierunki naprężeń głównych s1, s2, s3 oraz pozostałe parametry takie jak: parametr R = (s2 – s3)/s1 – s3); naprężenie normalne s i ścinania t przy założeniu, że s1 = 1 a s3 = 0; kierunek osi ściskania – rozciągana, kierunek naprężenia horyzontalnego. Przeprowadzone badania wykazały, że przyczyną występowania wysokoenergetycznych wstrząsów podczas eksploatacji ściany A w pokładzie 405/2 była dynamiczna destrukcja warstw stropowych, które uzyskały możliwość przemieszczenia się w kierunku przestrzeni powstałej po wyeksploatowaniu pokładu. Dodatkowym czynnikiem znacznie potęgującym ten proces był udział istniejących w górotworze naprężeń, które pochodziły od występujących w tym rejonie krawędzi i lokalnych uskoków. Wyniki badań stanowiły dodatkową informację dla określenia stanu zagrożenia tąpaniami w tym rejonie. Mianowicie, ze względu na niebezpieczne warunki (parametry naprężeniowe odpowiadające górotworowi o dużej wytrzymałości na ścinanie, w którym wstrząsy cechują się silniejszym oddziaływaniem dynamicznym) wykonane zostały w tym rejonie dodatkowe działania profilaktyczne – strzelania wstrząsowe.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zagadnieniem dotąd nierozwiązanym w kopalniach rud miedzi LGOM jest określanie pionowej lokalizacji ognisk wstrząsów. Podejmowane próby w tym względzie, bazujące na parametrach czasowych i amplitudowych rejestrowanych zjawisk sejsmicznych nie przyniosły dotychczas zadawalających rezultatów. Dająca pozytywne wyniki lokalizacji metoda, oparta na rejestracji układem stanowisk zlokalizowanych na różnej głębokościach w szybach kopalnianych posiada natomiast ograniczony zasięg odległościowy. Zaproponowane przez autorów nowe podejście do wyznaczania pionowej lokalizacji ognisk wstrząsów polega na wykorzystaniu do tego celu, ich parametrów energetycznych określanych z rejestracji dołową siecią stanowisk sejsmicznych oraz siecią stanowisk powierzchniowych przeznaczonych do oceny oddziaływań sejsmicznych na obiekty powierzchniowe. Niepodważalną przesłanką dla przyjętego rozwiązania jest istnienie obiektywnych relacji pomiędzy umowną energią sejsmiczną określaną na poziomie złoża, względem umownej energii sejsmicznej wyznaczonej dla stanowisk powierzchniowych. Stosunek tych energii musi bowiem zależeć od wielkości tłumienia fali sejsmicznej na drodze przejścia od źródła wstrząsu do stanowisk pomiarowych, a tym samym od głębokości położenia ogniska wstrząsu. Przeprowadzona analiza na zbiorze danych pomiarowych potwierdziła poprawność przyjętego rozwiązania, którego końcową postać stanowi opracowany wskaźnik głębokości położenia ognisk wstrząsów. Uzyskane wyniki lokalizacji głębokościowej są zbieżne z pionową lokalizacją ognisk wstrząsów wyznaczoną na podstawie stanowisk sejsmicznych w szybach kopalnianych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W pracy przedstawiono wybrane analizy oceny odporności dynamicznej zabudowy mieszkalnej i gospodarczej na wpływy eksploatacji górniczej w obszarze górniczym jednej z kopalń węgla kamiennego. Rozważania ograniczono do dynamicznych efektów związanych z powstawaniem wstrząsów górniczych generowanych podziemną eksploatacją surowca. W ramach pracy wykonano analizę sejsmiczności analizowanego obszaru z uwagi na wpływ rejestrowanych i prognozowanych drgań powierzchniowych na tradycyjną niską zabudowę murowaną. Wykonano modele symulacyjne zbudowane zgodnie z Metodą Elementów Skończonych oraz dobrano kryteria odporności dynamicznej. Kryteria odporności dynamicznej przyjęto zgodnie z obowiązującymi normami i zasadami projektowania budynków murowanych. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem metody spektrum odpowiedzi, która jest normową metodą projektowania obiektów poddanych wpływom wstrząsów górniczych. Takie podejście jest również zalecane przez większość polskich instrukcji i wytycznych dotyczących projektowania budynków w rejonach o sejsmiczności indukowanej działalnością wydobywczą. Efektem analiz było określenie wytężenia podstawowych elementów konstrukcyjnych w przyjętych modelach obliczeniowych. Wyniki analiz skoncentrowanych na wpływie wstrząsów górniczych na zabudowę powierzchniową i sieć infrastruktury technicznej oraz ich zabezpieczeniach w obszarze górniczym ZG Janina mogą być przydatne w kontekście możliwości dalszej eksploatacji pokładów węgla w kolejnych latach, z zachowaniem bezpieczeństwa powszechnego, ochrony obiektów budowlanych, w tym zapobiegania szkodom. Przedstawione w pracy wyniki stanowią również uzupełnienie tworzonej przez autorów od kilku lat bazy obiektów i modeli dynamicznych budowli poddanych wpływom wstrząsów górniczych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wszystkie obiekty budowlane w trakcie użytkowania podlegają procesom starzeniowym o zróżnicowanym przebiegu. Cecha budynku wyrażona przez wartość określoną zbiorem wszystkich czynników fizycznych, które charakteryzują makroskopowe właściwości elementów konstrukcji, określa jego stan techniczny. Stan techniczny jest cechą obiektu budowlanego zmienną w czasie, bezpośrednio związaną z postępującym obniżaniem się właściwości wytrzymałościowych i użytkowych elementów konstrukcji. Proces ten jest nazywany zużyciem technicznym. W ogólnym ujęciu zużycie pozostaje w funkcji czasu i jest określane mianem zużycia naturalnego. Budynki położone w obszarach ujawniania się na powierzchni terenu wpływów eksploatacji górniczej podlegają zwiększonym obciążeniom, które pochodzą od wymuszonej deformacji podłoża budowlanego. Dlatego w przypadku obiektów na terenach górniczych należy mówić o zużyciu technicznym, które jest sumą występowania naturalnych procesów starzeniowych i zużycia wynikającego z pojawiania się uszkodzeń mechanicznych wskutek oddziaływania górniczych deformacji podłoża. Ustalenie wielkości zużycia technicznego obiektu ma znaczenie dla ustalenia wysokości odszkodowania za tzw. szkody górnicze. W praktyce wysokość odszkodowania ustalana jest na podstawie określonej wartości odtworzeniowej budynku pomniejszonej o „wielkość” jego zużycia. W artykule zdefiniowano pojęcie zużycia technicznego na terenach górniczych, omówiono zespół czynników określających stan techniczny budynków podlegających wpływom oddziaływań górniczych. Przedstawiono również autorską metodologię określania globalnego zużycia technicznego budynków o konstrukcji tradycyjnej położonych w granicach terenów górniczych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zjawisko tąpnięcia występujące w kopalniach węgla kamiennego wynika z wielu czynników naturalnych cechujących skały oraz czynników technicznych związanych z technologią i intensywnością eksploatacji. W artykule przeprowadzono analizę statystyczną i badania korelacyjne wybranych parametrów, w 129 miejscach polskich kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, w których odnotowano tąpnięcia. Wyselekcjonowano „mierzalne” i najbardziej kształtujące stan zagrożenia tąpaniami parametry, tj: głębokość eksploatowanego pokładu, w którym odnotowano skutki tąpnięć (Ht), grubość warstwy wstrząsogennej (Hww) oraz skalę ich odziaływania w postaci minimalnej odległości od pokładu, pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu sejsmicznego (Hos). Do analizy tych parametrów wybrano korelację liniową Pearsona oraz korelację rangową S pearmana. Analiza 129 przypadków tąpnięć pozwoliła na weryfikację wzajemnego wpływu wartości oraz rang rozpatrywanych parametrów na stan zagrożenia tymi zjawiskami. Badanie korelacyjne Pearsona wykazało słabą zależność liniową pomiędzy parametrem głębokości eksploatacji pokładu (Ht) i minimalną odległością pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu powodującego tąpnięcia (Hos). Współzależności liniowe pozostałych parametrów nie spełniły warunku istotności korelacji. Korelacja nieliniowa S pearmana wykazała słabą korelację parametrów: minimalnej odległości od pokładu pomiędzy ogniskiem a skutkiem wstrząsu sejsmicznego (Hos) oraz grubością warstwy wstrząsogennej (Hww), a także nikłą zależność pomiędzy pozostałymi parametrami. Celem pracy była weryfikacja czynników kształtujących stan zagrożenia tąpaniami, występujących w Metodzie Rozeznania Górniczego (MRG str. 3. L.p. 1 i 4)), opublikowanej w roku 2007 w postaci Instrukcji Nr 20 pt.: „Zasady stosowania metody kompleksowej i metod szczegółowych oceny stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego”. MRG wskazuje na określoną wartość punktową każdego zdefiniowanego czynnika w poszczególnych zakresach ich zmienności. Proponowane zmiany, nie naruszając istoty i podstawowych złożeń MRG, wskazują na możliwość powtarzalności niektórych parametrów, które mogą wpływać na stan zagrożenia tąpaniami, a które za względu na charakter górotworu są „niezmienialne” i określane jako m.in. podstawowe czynniki geologiczne złoża.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Szyby górnicze stanowią podstawowe znaczenie dla prawidłowego i bezpiecznego funkcjonowania kopalń podziemnych. W związku z tym ich obudowie stawia się wysokie wymagania, które okresowo weryfikowane są odpowiednimi badaniami oraz oceną jej stanu według obowiązujących norm i przepisów. Te z kolei obligują rzeczoznawców do stosowania coraz bardziej zaawansowanych metod pomiarowych, pozwalających w sposób precyzyjny określić rodzaj i wielkość uszkodzeń obudowy szybowej, co ma zasadniczy wpływ na ocenę jej stateczności. W artykule zostały przedstawione nowoczesne, a zarazem optymalne i kompleksowe metody badań obudowy szybów górniczych. Artykuł oprócz prezentacji metod badawczych, zawiera wiele wskazówek praktycznych, wpływających na poprawność wykonywanych badań, a tym samym na adekwatność wyników. W szczególności zostały omówione badania obudowy szybów metodami nieniszczącymi i niszczącymi, ocena makroskopowa obudowy oraz badania laboratoryjne próbek obudowy pobranych z obmurza szybu. Szczególną uwagę zwrócono również na nowoczesne badania deformacji obudowy, z wykorzystaniem skaningu laserowego w technologii 3D oraz metodę grawimetryczną, do określenia stanu górotworu za obudową szybu. Opisane metody badawcze stanowią podstawowy sposób sprawdzania stanu technicznego obudowy szybów górniczych, na podstawie których można stwierdzić, czy szyby mogą bezpiecznie funkcjonować, czy też ich obudowa wymaga naprawy. Prezentowane doświadczenia oparte są na wynikach badań wykonanych przez autora w wielu kopalniach węgla kamiennego podczas badań obudowy kilkudziesięciu szybów górniczych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Rola wysokiego kotwienia górotworu z wykorzystaniem kotwi strunowych dla wzmacniania obudów podporowych w polskim górnictwie węgla kamiennego systematycznie rośnie. Jest to związane głównie z koniecznością zwiększania nośności systemów obudowy podporowej wobec coraz trudniejszych warunków obciążeniowych powodowanych głównie wzrostem głębokości, rozbudowaną tektoniką i wpływami eksploatacji dokonanej w aktualnie wybieranych złożach. N ie bez znaczenia jest tu także fakt stosowania coraz większych przekrojów wyrobisk, powodowany zarówno względami energomaszynowymi, jak i wentylacyjnymi. Wobec zaistniałych w ostatnim czasie zawałów wyrobisk w obudowie podporowej problem poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie obudów podporowo-kotwowych nabiera szczególnego znaczenia. Artykuł w pierwszej części prezentuje zakres stosowania wysokiego kotwienia w polskich kopalniach węgla kamiennego. Przytaczane przykłady pochodzą z wdrożeń zrealizowanych w ciągu kilkunastu ostatnich lat z udziałem autorów niniejszego artykułu. Przedstawiono m.in. rozwiązania przykotwiania wyrobisk przyścianowych, również tych utrzymywanych za ścianą, przecinek rozruchowych oraz skrzyżowań wyrobisk korytarzowych. W następnej części artykułu zaprezentowano rolę wykładki mechanicznej w zapewnieniu właściwej współpracy obudowy kotwowej z podporową. Szczególną uwagę zwrócono na zasadność stosowania sprężania górotworu poprzez nadawanie naciągu wstępnego. Przedstawiono możliwość jednoczesnego wykorzystania kotwi dla potrzeb bezpodporowego utrzymania skrzyżowania ściana-chodnik i bezpośredniego wzmacniania górotworu stropowego poprzez wykorzystanie kotwi strunowych z podwójnym zamkiem opartym na zacisku Gifforda.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Artykuł prezentuje najnowsze doświadczenia związane z zabezpieczaniem wyrobisk przyścianowych przeznaczonych do dwukrotnego wykorzystania dla dwóch sąsiednich ścian zawałowych. Główną intencją autorów było pokazanie roli, jaką odgrywają z jednej strony projekt obudowy, a z drugiej jakość jej wykonania. Wskazano na istotne aspekty związane z obudową ŁP oraz jej wzmocnieniami w poszczególnych etapach funkcjonowania wyrobiska, tj. drążenia, przechodzenia ścianą oraz okresem utrzymywania w jednostronnym otoczeniu zrobów. W artykule poruszono m.in. tematykę wykładki, wysokiego kotwienia, iniekcji górotworu oraz nowoczesnych wzmocnień wyrobiska za ścianą. Artykuł obok prezentacji technologii zawiera wiele aspektów praktycznych, wynikających z najnowszych doświadczeń, które w sposób decydujący wpływają na stateczność wyrobisk przyścianowych wykorzystywanych dwukrotnie. Przedstawiono dwa przykłady wyrobisk utrzymywanych za ścianą w skrajnie różnych warunkach, tj. pokłady cienkie i grube, poziome i nachylone, górotwór suchy i zawodniony. Prezentowane doświadczenia oparte są na wdrożeniach zrealizowanych w LW Bogdanka oraz PG Silesia. Artykuł zawiera także cenne uwagi w odniesieniu do zagrożeń naturalnych i ich wpływie na wybór technologii utrzymywania wyrobiska w jednostronnym otoczeniu zrobów. Artykuł stanowi podsumowanie kilkunastu lat prac badawczych i wdrożeniowych, a jednocześnie jest próbą uporządkowania tych doświadczeń i przekazania służbom kopalnianym tego, co jest najistotniejsze w omawianej technologii.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawione zostały nowoczesne metody naprawy i wzmocnienia obudowy szybów górniczych. Naprawy obudowy szybów górniczych niejednokrotnie wiążą się z koniecznością dokonania dodatkowego wzmocnienia ich obudowy w miejscach występujących uszkodzeń. Zaprezentowane technologie oparte są na technikach kotwienia, iniekcji, torkretowania oraz wzmacniania obudowy szybów górniczych z wykorzystaniem np. pierścieni oporowych (krążyn). Artykuł obok prezentacji poszczególnych technologii, zawiera wiele aspektów praktycznych, dotyczących doboru optymalnych urządzeń, np. pomp do zatłaczania spoiwa, instalowania kotwi iniekcyjnych, torkretu oraz materiałów niezbędnych do wykonania zaproponowanych robót, np. kotwi, spoiw, klejów, które w sposób decydujący wpływają na skuteczność i efektywność wykonywanych robót naprawczych i wzmacniających oraz obniżają koszty ich wykonania. Dla uproszenia, a tym samym obniżenia kosztów zaproponowanych wzmocnień i konsolidacji górotworu, w artykule zaproponowano technologię łączącą jednocześnie realizowane techniki iniekcji i kotwienia górotworu z użyciem tych samych spoiw mineralno-cementowych oraz tych samych urządzeń do ich zatłaczania. Autorzy przedstawili również zalety stosowania spoiw mineralno-cementowych, kotwi iniekcyjnych oraz przedstawili technologię iniekcji wzmacniająco-uszczelniającej górotworu w otoczeniu zniszczonego odcinka szybu.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Cykl życia obudowy wyrobisk korytarzowych rozpoczyna się zdefiniowaniem potrzeby opracowania nowej obudowy lub doborem obudowy typowej, a kończy jej wyrabowaniem, podsadzeniem wyrobiska lub przejściem w zawał. Czas życia – funkcjonowania – zależy od przeznaczenia wyrobiska i może zmieniać się od kilku miesięcy do wielu lat. Na przestrzeni tego czasu, w różnych etapach stosowane są specjalistyczne programy komputerowe CAE (ang. Computer Aided Engineering – komputerowe wspomaganie prac inżynierskich) wspomagające projektantów i użytkowników w projektowaniu i użytkowaniu obudowy. W Głównym Instytucie Górnictwa powstało wiele programów wspomagających projektowanie i dobór obudowy wyrobisk korytarzowych. Należy tu wymienić opisane dalej programy do projektowania odrzwi, doboru obudowy, oceny jej stanu technicznego oraz zbierania informacji o jej pracy w wyrobisku. Pierwszym programem stosowanym w procesie projektowania obudowy jest program ODRZWIA. Pozwala on na zaprojektowanie geometrii odrzwi obudowy. Użytkownik wprowadza parametry poszczególnych elementów – długości i promienie krzywizny oraz określa wielkość zakładek. Dysponując geometrią odrzwi możliwe jest określenie ich parametrów podpornościowch, w czym stosowane jest komercyjne oprogramowanie do analiz wytrzymałościowych. Uzyskane z analiz parametry podpornościowe są wykorzystywane w procesie doboru obudowy, w którym stosowany jest program UZDO, oparty na „Uproszczonych zasadach doboru obudowy...” (Rułka red. 2001) W programie tym po zdefiniowaniu parametrów skał i górotworu w otoczeniu wyrobiska oblicza się obciążenie, jakie będzie działać na obudowę, a po wybraniu z wbudowanego katalogu konkretnych odrzwi obliczany jest ich rozstaw. W dalszej kolejności użytkowania wyrobiska i obudowy stosowane są programy do analizy ich pracy (ANKIETA), a także do oceny ich stanu technicznego ze szczególnym uwzględnieniem stopnia skorodowania (KOROZJA).

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W kopalniach rud miedzi należących do K GHM 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.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ramach Programu B adań Stosowanych PBS został wykonany projekt „Innowacyjne metody i system do oceny zagrożenia tąpaniami na podstawie probabilistycznej analizy procesu pękania i geotomografii online”, w którym został opracowany, wykonany i przebadany prototyp systemu INGEO. Stanowi on kontynuację rozwoju systemów sejsmicznego ARAMIS M/E i sejsmoakustycznego ARES-5/E poprzez ich wzbogacenie o nowe, innowacyjne technologie i metody analiz. System został wyposażony w cyfrową transmisję na powierzchnię z wykorzystaniem światłowodów i lokalną w rejonie ściany z wykorzystaniem linii przewodowych. INGEO umożliwia ocenę zagrożenia tąpaniami metodami standardowymi: sejsmoakustyczną, sejsmologii, hazardu sejsmicznego, oraz opartymi na tomografii rejonu przed frontem ściany: pasywną z wykorzystaniem wstrząsów górniczych i aktywną z wykorzystaniem wzbudników lub organu urabiającego kombajnu. System wyposażono ponadto w otworowe czujniki zmian naprężenia i ultradźwiękowe czujniki deformacji wyrobisk w rejonie ściany z lokalną transmisją radiową do przesyłu danych do kanału cyfrowej transmisji przewodowej i światłowodowej. INGEO umożliwia współbieżną kontrolę deformacji w rejonie wyrobisk wokół ściany wydobywczej z precyzyjną kontrolą deformacji na powierzchni nad rejonem ściany w celu doskonalenia opracowanych stochastycznych modeli dla predykcji występowania zagrożeń spowodowanych wstrząsami górniczymi. Monitoring może obejmować szczególnie zagrożone rejony z wykorzystaniem geofonów i nowo opracowanych czujników lub obszar całej kopalni czy kilku połączonych kopalń z wykorzystaniem sejsmometrów. Ze względu na zastosowanie transmisji światłowodowej, precyzyjnie zsynchronizowanej zegarem GPS, strumieniowej transmisji danych oraz wielorejonowej detekcji zjawisk, INGEO stanowi zaawansowaną technicznie ofertę dla kopalń węgla kamiennego oraz rozległych kopalń rud miedzi.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono zalety i ograniczenia systemu Seismobile zebrane w wyniku wstępnych badań terenowych. Jest to system mobilny przystosowany do wykonywania równocześnie pomiarów sejsmicznych oraz georadarowych. Ta cecha wyróżnia ten system od dotychczas opracowanych strimerów. W pracy przedstawiono metodykę pomiarową systemu Seismobile, obejmującą przygotowanie sprzętu, akwizycję danych oraz wykonanie pomiaru danych sejsmicznych. Na podstawie dotychczasowych testów omówiono zalety systemu Seismobile, do których należy zaliczyć m.in. ograniczenie pracochłonności podczas pomiarów, bezprzewodową komunikację pomiędzy elementami systemu, niezależność modułów pomiarowych od siebie, możliwość zmiany rozstawu w zależności od zadania badawczego, mobilny wzbudnik, możliwość zastosowania dowolnego typu czujników sejsmicznych, zapis danych na powszechnie dostępnych kartach pamięci SDHC, stację dokującą służącą do archiwizowania i ładowania baterii modułów pomiarowych. System Seismobile, podobnie do innych tego typu urządzeń, posiada również różnego rodzaju ograniczenia, głównie o charakterze technicznym. Przygotowanie systemu do pierwszego pomiaru jest czasochłonne i wymaga dość dużego nakładu pracy. Zestawy czujników na metalowych podstawach mogą być niestabilne w trudnych warunkach terenowych, a ich kontakt z ośrodkiem jest słabszy niż w przypadku geofonów wbijanych w grunt. Czas pracy baterii modułów pomiarowych ulega skróceniu z upływem czasu. Mogą też występować problemy z rejestracją poprawnego sygnału GPS w trudnych warunkach terenowych, wykorzystywanego do lokalizacji systemu i synchronizacji czasu pracy jego elementów. Niezależnie od wskazanych ograniczeń wyniki uzyskiwane systemem Seismobile wskazują na jego dużą przydatność w badaniach defektów płytkiego podłoża.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Interferometria sejsmiczna jest dynamicznie rozwijającą się metodą, której pierwsze zastosowania sięgają początków obecnego stulecia. Aktualnie znajduje coraz szersze zastosowanie w zagadnieniach m.in. obrazowania głębokich struktur ziemi oraz utworów przypowierzchniowych, monitorowania procesów wulkanicznych oraz analizowania wpływu silnych trzęsień ziemi na obiekty budowlane. Metoda ta pozwala na odtworzenie odpowiedzi impulsowej tzw. funkcji Greena ośrodka pomiędzy parą odbiorników na podstawie zarejestrowanych w tym samym czasie sejsmicznych pól falowych na tych odbiornikach. W wyniku odpowiednich operacji matematycznych metoda ta zamienia zarejestrowane na odbiornikach koherentne fale sejsmiczne o nieznanym czasie oraz miejscu ich wzbudzenia na układ tzw. wirtualnych źródeł emitujących sejsmiczne pole falowe z dowolnego odbiornika. W artykule przedstawiono fizyczne uzasadnienie wyników eksperymentu akustyki odwróconego czasu (ang. time-reversed acoustics) według Derode i in. (2003), które jest zarazem wytłumaczeniem metody interferometrii sejsmicznej. Eksperyment laboratoryjny w pierwszym etapie polegał na rejestracji akustycznego pola falowego wyemitowanego na brzegu naczynia wypełnionego cieczą i stalowymi prętami. Następnie rejestracje zostały odwrócone w czasie i wysłane powtórnie do wewnątrz naczynia i odebrany po przeciwnej stronie. Zarejestrowany na końcu sygnał okazał się zbliżony do sygnału wyemitowanego, pomimo przejścia przez ośrodek wielokrotnie rozpraszający. Doświadczenie to uzasadniono wykorzystując technikę korelacji wzajemnej (ang. cross-correlation), zasadę superpozycji pola falowego oraz zasadę wzajemności Rayleigha.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wykorzystanie wyników sejsmicznych badań offsetowych do interpretacji złożowej jest powszechnie stosowane w poszukiwaniach złóż węglowodorów. Podstawowa interpretacja ilościowa parametrów związanych z właściwościami złożowymi oparta jest na analizach zmian amplitudy z offsetem (AVO). W tym wypadku analizowana jest amplituda sygnału odbitego od stropu złoża. Efekty anomalne obserwowane w offsetowej analizie amplitud (zmiana amplitudy z offsetem) wywołane obecnością węglowodorów powodowane są anomalną wartością współczynnika Poissona w warstwie złożowej (obecność np. gazu istotnie zaniża wartość współczynnika Poissona). Dysponując zapisem offsetowym (tzw. składowymi) można z zapisu sejsmicznego pozyskać znacznie bogatszą informację niż tylko sam efekt anomalny widoczny na przekrojach sejsmicznych. Dodatkowymi atrybutami zapisu sejsmicznego korelowanymi z właściwościami warstwy złożowej a obliczanymi na podstawie zmienności amplitud z offsetem są impedancja fali P, impedancja fali S, wskaźnik fluid factor, parametry geomechaniczne λ⋅ρ, μ⋅ρ oraz współczynnik Poissona. W prezentowanym artykule autorzy przedstawiają wyniki pierwszej próby zastosowania szacowania parametrów geomechanicznych w aspekcie oceny właściwości złoża siarki. Do oceny tych parametrów niezbędne są informacje o parametrach petrofizycznych pozyskanych z badań geofizyki otworowej. W tym przypadku autorzy dysponowali danymi dotyczącymi porowatości, gęstości, zawartości siarki, oraz prędkości fali podłużnej P z dwóch otworów. Pomiar wartości prędkości fali poprzecznej S w warunkach produkcyjnych jest niezmiernie utrudniony i autorzy wykorzystali tu zależności opracowane na podstawie wcześniejszych badań opisanych w monografii autorstwa Jerzego Deca pt. Wysokorozdzielcze badania sejsmiczne w celu rozpoznania złoża siarki Osiek oraz określania zmian dynamicznych zachodzących w wyniku eksploatacji. Wieloletnie badania geofizyczne wskazują, że wraz ze spadkiem porowatości obserwuje się wzrost zawartości siarki. Jednocześnie w przypadku podwyższonych koncentracji siarki szkielet wapienny złoża jest bardziej sztywny, a złoże określane jest jako zbite. Dla takich warunków petrofizycznych złoże siarki wykazywać będzie wysokie wartości impedancji fali P i S, co skutkować będzie również wzrostem właściwości geomechanicznych λ⋅ρ i μ⋅ρ. Uzyskane wyniki zaprezentowane są na przykładzie profilu sejsmicznego wykonanego w kopalni siarki w Osieku. Profil ten przebiegał w linii otworów, w których określono podstawowe parametry złoża na podstawie geofizycznych badań otworowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wyniki wieloletnich badań sejsmicznych przeprowadzonych na obszarze kopalni siarki Osiek pozwoliły na określenie zależności ilościowych pomiędzy amplitudą sygnału sejsmicznego rejestrowanego od stropu złoża a parametrami złoża takimi jak porowatość i procentowa zawartość siarki. W prezentowanym artykule omówiono podstawowe zależności ilościowe pomiędzy tymi parametrami oraz metodologię wykorzystania tych związków dla potrzeb wstępnego szacowania zasobów. Ze wstępnym szacowaniem zasobów wiąże się problem poprawnej estymacji zawartości siarki oraz dokładnego określenia miąższości złoża. Autorzy przedstawiają sposób estymacji zawartości siarki oparty na bogatej statystyce właściwości złoża uzyskanej na podstawie danych geofizyki otworowej. Wskazują też, że decydującym parametrem wpływającym na ocenę zasobności jest dokładne poprowadzenie granicy spągu złoża, a to jest możliwe jedynie na podstawie poprawnego dowiązania zapisu sejsmicznego do danych geofizyki otworowej. Przedstawiono także metodykę prowadzenia badań polowych i przetwarzania danych sejsmicznych w aspekcie odwzorowania rzeczywistych amplitud sygnału rejestrowanego od stropu złoża. Problem odwzorowania poprawnych wartości amplitud ma tu bowiem kapitalne znaczenie dla określenia realnych związków pomiędzy właściwościami złoża a dynamiką zapisu sejsmicznego. Autorzy wskazują, że podstawowa, zaobserwowana zależność wiąże amplitudę sygnału odbitego od stropu złoża ze średnią porowatością złoża. Dla potrzeb ilościowej oceny porowatości rejestrowane amplitudy sygnału muszą być kalibrowane do wartości współczynnika odbicia na stropie złoża. Właściwa kalibracja możliwa jest poprzez skorelowanie danych sejsmicznych z danymi otworowymi, takimi jak gęstość ośrodka i prędkość propagacji fali podłużnej P. Dzięki stwierdzonym w danym otworze wartości tych parametrów wyliczana jest wartość współczynnika odbicia (refleksyjności), a następnie wartości amplitud sygnału sejsmicznego są skalowane do wartości refleksyjności. Uzyskiwane wyniki szacowania zasobności autorzy przedstawiają na przykładzie rezultatów uzyskanych wzdłuż wybranego refleksyjnego profilu sejsmicznego wykonanego na terenie kopalni siarki w Osieku.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zjawiska dynamiczne – zarówno pochodzenia antropogenicznego, jak i naturalnego – występują zazwyczaj nieoczekiwanie i ujawniają się z dużą prędkością. Zmiany morfologii powierzchni terenu cechują się w takich przypadkach dużą gwałtownością, a rejony ich występowania nie podlegają najczęściej stałemu monitoringowi naziemnemu. Z tego względu kompleksowe opisanie skutków zaistnienia zjawisk tego typu – zwłaszcza po upływie pewnego czasu od ich wystąpienia – jest trudne, a często niemożliwe. J ednocześnie, dla badań nad charakterystykami jakościowymi i ilościowymi zjawisk dynamicznych, wartości i kierunki przemieszczeń powierzchni terenu będące ich wynikiem mają duże znaczenie. Zastosowanie satelitarnej interferometrii radarowej w badaniach zmian rzeźby powierzchni terenu wywołanych przez zjawiska takie jak trzęsienia ziemi jest już od pewnego czasu rutyną. N iemniej misja S entinel, która prowadzona jest przez Europejską Agencję Kosmiczną, stwarza nowe możliwości prowadzenia monitoringu na obszarach, na których wystąpiły zjawiska o charakterze dynamicznym. Autorzy postanowili sprawdzić, czy wstrząs pochodzenia górniczego generuje ruchy powierzchni terenu oraz zbadać, w jakiej odległości od epicentrum mają one miejsce oraz określić rząd wielkości ruchów tego typu. Analizy interferometryczne, które oparto na metodzie satelitarnej interferometrii różnicowej DInSAR na podstawie zobrazowań radarowych pochodzących z misji S entinel pozwoliły na uzyskanie odpowiedzi na te pytania.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Prowadzenie eksploatacji z wykorzystaniem materiałów wybuchowych w odkrywkowych zakładach górniczych wiąże się z szeregiem zagrożeń, które należy uwzględnić w trakcie prowadzenia robót strzałowych oraz na etapie ich projektowania. Odpowiednio zaprojektowane i starannie wykonane roboty zapewniają kontrolę nad tymi zagrożeniami oraz pozwalają na przewidzenie zasięgu i intensywności ich oddziaływania na otoczenie. Jednym z zagrożeń jest rozrzut odłamków skalnych, niebezpieczny dla załogi i maszyn pracujących w zakładzie górniczym, a także otoczenia kopalni. Jest to zagrożenie niezwykle istotne, lecz trudne do jednoznacznego oszacowania. Na przestrzeni lat opracowano wiele sposobów analitycznego wyznaczenia poziomu tego zagrożenia. Część opracowanych zależności opiera się na wynikach badań terenowych, zaś część na teoriach z zakresu fizyki i balistyki. Na wielkość strefy rozrzutu ma wpływ szereg czynników geologiczno- górniczych. Część z nich na chwilę obecną, dzięki coraz szerzej rozpowszechnianym narzędziom geodezyjnym, tj. skaner laserowy, czy urządzenie typu Boretrak, możemy bardzo precyzyjnie zmierzyć (geometria ociosu, dewiacja otworów strzałowych, rzeczywisty zabiór), a niektóre tylko oszacować (m.in. występowanie ukrytych przerostów gliny lub krasów na podstawie raportów z pracy wiertnicy lub zwiercin). W artykule zaprezentowano wybrane czynniki, które wpływają na zasięg strefy oraz sposoby ich minimalizacji. Ponadto opisano wybrane metody i wzory empiryczne do szacowania zasięgu strefy oraz zaprezentowano zmienność wartości szacowanych w zależności od zmiany parametrów siatki otworów strzałowych oraz użytych środków strzałowych. W artykule dokonano również przedstawienia wybranych rozwiązań numerycznych w zakresie szacowania zasięgu rozrzutu odłamków skalnych. Algorytmy te pozwalają na wstępną ocenę dynamiki rozrzutu odłamków dla zadanych warunków brzegowych, co może stanowić perspektywiczny kierunek rozwoju aktualnie stosowanej metodologii.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Statystyczny Polak spędza przeciętnie około 20% swojego życia na wykonywaniu pracy zawodowej, stąd działania pracodawcy, jego służb bhp i organów państwowej kontroli skupiają się nad zapewnieniem możliwie jak najbardziej bezpiecznych warunków środowiska pracy. Całkowite wyeliminowanie z otoczenia pracownika czynników, będących źródłem zagrożeń niebezpiecznych, szkodliwych bądź uciążliwych, w wielu przypadkach jest zadaniem trudnym, a często niemożliwym. Wynika to z faktu, iż dany czynnik stanowić może podstawową składową procesu technologicznego i nie może zostać wykluczony, tak jak to ma miejsce w przypadku prac szczególnie niebezpiecznych, np. podczas używania materiałów wybuchowych przeznaczonych do użytku cywilnego. W takim wypadku szczegółowa identyfikacja oraz ocena poziomu zagrożeń, uwzględniająca wiedzę ekspercką z zakresu stosowanych środków strzałowych oraz technologii, stanowi przyczynek do wzrostu poziomu bezpieczeństwa pracownika pomimo stosowania niebezpiecznych substancji, niebezpiecznych środków pracy czy niebezpiecznych technologii. W trakcie eksploatacji metodą odkrywkową jednym z najczęściej stosowanych sposobów odspojenia i rozdrobnienia złoża skalnego jest użycie materiałów wybuchowych. Taka technika urabiania powoduje konieczność zatrudnienia pracowników na stanowiskach specjalistycznych, na których występuje wiele zagrożeń tzw. ogólnokopalnianych oraz tych wynikających z bezpośredniej ekspozycji na czynnik niebezpieczny, jakim są środki strzałowe. W niniejszym artykule przedstawiono szczegółową identyfikację zagrożeń na stanowiskach związanych z używaniem materiałów wybuchowych, uwzględniającą wykonywane czynności podczas realizacji robót strzałowych w górnictwie odkrywkowym oraz zróżnicowanie tych zagrożeń w przypadku stosowania różnych systemów inicjowania materiałów wybuchowych. Po zidentyfikowaniu zagrożeń dokonano ich hierarchizacji z wykorzystaniem metody Analytic Hierarchy Process (AHP), która jest jedną z technik wielokryterialnego podejmowania decyzji, umożliwiającą bezpośrednie porównanie między sobą i szeregowanie według przyjętych kryteriów analitycznych. Na podstawie wyników przeprowadzonych analiz sporządzono ocenę macierzową dla wyznaczenia poziomu ryzyka zagrożeń dla specjalistycznego stanowiska pracy w ruchu odkrywkowego zakładu górniczego – górnika strzałowego.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Złoże dolomitów Ujków Stary jest pozabilansowym fragmentem dawnego złoża rud cynku i ołowiu kopalni Bolesław. Opracowanie jego dokumentacji geologicznej z 2006 roku stworzyło nowe perspektywy pozyskania surowca skalnego ze skał dolomitycznych dolnego i środkowego wapienia muszlowego, występujących w serii złożowej. Skały te są wyraźnie zróżnicowane pod względem cech strukturalnych i teksturalnych oraz udziału składników mineralnych. W artykule przedstawiono charakterystykę tej zmienności na podstawie badań próbek skał pobranych z różnych części dwóch poziomów eksploatacyjnych złoża. Stwierdzono, że w złożu występują dolomity o strukturze mikrosparytowej i sparytowej (drobnokrystalicznej i średniokrystalicznej) oraz brekcje dolomityczne. Dowiedziono, że różnorodność petrograficzna skał, związana z ich genezą, ma istotny wpływ na zmienność ich podstawowych fizyczno-mechanicznych właściwości: gęstości objętościowej, nasiąkliwości i wytrzymałości na ściskanie. Ta zmienność petrograficzna skał decyduje także o niejednorodności jakościowej uzyskanych z nich kruszyw. Podstawą do wnioskowania w tym zakresie były wyniki badań odporności na ścieranie (wskaźnik mikro-Devala) i rozdrabnianie (wskaźnik Los Angeles) oraz ocena poziomu reaktywności alkalicznej kruszyw reprezentujących wybrane odmiany dolomitów oraz mieszaninę wszystkich wydzielonych odmian. Stwierdzono, że poszczególne partie kruszywa dolomitowego, pozyskiwane z różnych części złoża, mogą odpowiadać odmiennym kategoriom, określonym przez normy PN-EN. Wykazują one tym samym zróżnicowaną przydatność do stosowania ich między innymi w betonach, mieszankach bitumicznych stosowanych w powierzchniach przeznaczonych do ruchu oraz w niezwiązanych i związanych hydraulicznie materiałach używanych w obiektach budowlanych i budownictwie drogowym.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wyniki badań laboratoryjnych formacji sylurskich pozwalają na uzyskanie szczegółowych informacji na temat złożoności przestrzeni porowej, występowania mikroszczelin, a także obecności pirytu w skale. Trzy próbki mułowców sylurskich pochodzące z różnych głębokości, z jednego otworu zlokalizowanego w synklinorium lubelskim, zostały przebadane pod kątem wyznaczenia właściwości sprężystych, czyli prędkości fal podłużnych P i poprzecznych S, dynamicznych modułów: sprężystości podłużnej (Younga), odkształcenia postaci, odkształcenia objętości, współczynnika Poissona oraz zbiornikowych, z wykorzystaniem spektrometrii magnetycznego rezonansu jądrowego (porowatość całkowita i efektywna, zawartość wody wolnej, kapilarnej i nieredukowalnej). W ramach dodatkowych analiz przeprowadzono badania laboratoryjne przepuszczalności absolutnej w skali nano-Darcy, a także granulometrii. Rentgenowska tomografia komputerowa dała możliwość interpretacji jakościowej wykształcenia przestrzeni porowej oraz mikroszczelin, a także formy występowania pirytu w skale. Interpretacja ilościowa obrazów tomograficznych dostarczyła parametrów geometrycznych porów, pirytów i mikroszczelin, tj. wielkości porów i kryształów pirytów, mikroszczelin itp. Komplementarna analiza petrofizyczna skał łupkowych, wykonana przy wykorzystaniu różnorodnych metod badawczych, stała się kluczem do zrozumienia budowy wewnętrznej tego typu skał, które wykazują silną heterogeniczność parametrów fizycznych i chemicznych szkieletu ziarnowego i przestrzeni porowej.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W kopalniach podziemnych w wyniku wykonywania różnego rodzaju wyrobisk, na osuwiskach ziemi podczas ich aktywnych ruchów a także w czasie trzęsień ziemi dochodzi do zmian pierwotnego pola naprężenia i deformacji górotworu. Górotwór lub materiał skalny poddawany różnego rodzaju obciążeniom ulega deformacji trwałej i jest źródłem różnego rodzaju fal sejsmicznych, emisji sejsmoakustycznej (SA) i elektromagnetycznej (EM). W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych emisji elektromagnetycznej w czasie jednoosiowego ściskania próbek skalnych. Uzyskane wyniki pomiarów emisji EM oraz emisji SA wskazują na ich silny związek ze stopniem obciążenia badanej próbki skalnej. W analizie otrzymanych wyników stwierdzono, że emisja EM dokładniej odzwierciedla stan naprężenia i deformacji w próbce w porównaniu do emisji SA. Można wnioskować, iż opracowanie systemu obserwacyjnego opartego o pomiar emisji EM może być przydatny w wyrobiskach górniczych do oceny zagrożeń związanych z obciążaniem skał. System taki powinien pracować bezinwazyjnie oraz charakteryzować się niskim kosztem i nieskomplikowaną obsługą. Budowa takiego sytemu może wspomagać stosowane powszechnie systemy geofizyczne w kopalniach.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W pracy analizowano wyniki pomiarów laboratoryjnych wykonanych na próbkach o zróżnicowanej litologii. Głównym celem było sprawdzenie, jak zmieniają się wartości prędkości fal sprężystych i dynamicznych modułów sprężystych w trójosiowym stanie naprężenia. Pomiary wykonano z wykorzystaniem nowatorskiego zestawu będącego na wyposażeniu Katedry Geofizyki, WGGiOŚ, AGH. Zestaw pomiarowy składa się z komory ciśnieniowej, prasy hydraulicznej i dźwigu oraz generatora fal sprężystych i specjalistycznego oprogramowania. Umożliwia pomiary prędkości fal podłużnych P i poprzecznych S wraz z pełną charakterystyką naprężeniowo-odkształceniową w trójosiowym stanie naprężenia. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów uzyskane dla ciśnień okólnych odpowiednio dobranych dla głębokości występowania oraz wieku poszczególnych próbek. Pomiary wykonywano do momentu zniszczenia próbki. Wykonano analizę zmian prędkości przy stopniowym osiowym obciążaniu próbki. W efekcie uzyskano prędkości fal sprężystych oraz charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowe. Uzyskano wyższe wartości prędkości fal sprężystych przy symulowanych ciśnieniach złożowych niż podczas pomiarów w warunkach atmosferycznych. Wyniki zestawiono z pozostałymi, dostępnymi rezultatami badań laboratoryjnych, np. porowatościami wyznaczonymi z eksperymentów NMR i porozymetrii rtęciowej. Równoczesne pomiary prędkości fal sprężystych P i S oraz charakterystyka naprężeniowo-odkształceniowa przy symulowanym ciśnieniu górotworu są efektywnym narzędziem do odtworzenia w laboratorium warunków złożowych i uzyskania wiarygodnych wartości dynamicznych i statycznych parametrów sprężystych i geomechanicznych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Tereny pogórnicze, powstałe w wyniku odkrywkowej eksploatacji surowców mineralnych, budzą coraz większe zainteresowanie jako przestrzeń, która wprawdzie została mocno przekształcona, ale obok pewnej przyrodniczej degradacji wykazuje również specyficzne, nowe korzystne właściwości. Wraz z odkrywaniem tych walorów i przemianami społecznymi zmienia się również nastawienie do obszarów zdegradowanych i ich ponownego zagospodarowania. Wyraża się to w coraz bardziej kreatywnym podejściu do tego zagadnienia, widocznym w liczbie kierunków rekultywacji, proponowanych przez literaturę przedmiotu i akty prawne. Wyrobiska powstałe w wyniku wydobycia surowców skalnych stanowią niekiedy bardzo sprzyjające środowisko dla rozwoju wielu gatunków roślin i zwierząt, nierzadko chronionych. Odsłonięcia przekrojów geologicznych w ścianach tych wyrobisk dają możliwość tworzenia stanowisk z cennymi poznawczo i edukacyjnie strukturami geologicznymi. Niemniej cenne, a niejednokrotnie przewyższające wartości przyrodnicze, są zasoby kulturowe związane z dawnym wykorzystaniem surowców naturalnych. Do przykładów takiej działalności zalicza się, chyba nie zawsze doceniane przez badaczy krajobrazu i przeszłości, wydobycie i wykorzystanie wapieni, głównie jako materiału kamiennego i do produkcji wapna. Z diagnozowanie (niejednokrotnie wręcz wykrycie) walorów kulturowych reliktów tej działalności wymaga prowadzenia badań wykorzystujących wiadomości i metody z różnych dyscyplin naukowych i technicznych, a ich wyniki mają potencjał wzbogacający wiedzę w wielu dziedzinach, niejednokrotnie odległych od stricte górniczego fachu. Niniejszy artykuł ma na celu pokazanie bogactwa poznawczego i utylitarnego obiektów pozostałych po zakończeniu eksploatacji górniczej oraz przydatności ich badań o interdyscyplinarnym charakterze, na przykładach związanych z przemysłem wapienniczym.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Recognition of geological structures often requires understanding the causes of diverse kinetic phenomenon and its underlying foundations. This pertains, e.g., to the phenomenon of mass movement within a rock formation leading to fault formation. We discuss here the possibility that variational calculus may be an important tool for investigating this problem. Analysis of variations may yield important information concerning a physical phenomenon. Here we will neglect the best known problems of extremals in the analysis of variations and will focus our attention on electromagnetic and physico-mechanical problems. Adaptation of a Hamiltonian as an entropy operator may serve, not only for the problems of singular crystalline structures, but also geological singularities such as faults, oleate impermeabilities, deep-seated eruptions as well as in problems of seismology, vulcanology and earthquakes. This paper is an attempt to initiate a discussion about the possible development of the ideas presented. It might be that the formulae presented will be useful for the solution of other geophysical problems in future.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych drobnoziarnistych odpadów wydobywczych wzmocnionych cementem. Badania wykonano w celu sprawdzenia ich przydatności do modernizacji istniejących obwałowań przeciwpowodziowych rzeki Wisły na km 87+600 – 103+000. Zaproponowano modernizację wału przez podwyższenie, za pomocą mieszanki odpadów wydobywczych i cementu portlandzkiego. Dla zaproponowanej konstrukcji przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych współczynnika stateczności w programie MIDAS GTS N X dla podstawowego układu obciążeń oraz wyjątkowego układu obciążeń. Modelowano również sposób przepływu wody w korpusie wału podczas fali wezbraniowej o prawdopodobieństwie wystąpienia 0,1%. Do badań wykorzystano odpad wydobywczy o uziarnieniu od 0 do 2,0 mm z Zakładu Górniczego Sobieski we wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. O dpad ten powstaje w wyniku przeróbki węgla. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych w L aboratorium Katedry Współdziałania Budowli z Podłożem Politechniki Krakowskiej. Wyznaczono właściwości fizyczne i mechaniczne odpadów pobranych z hałdy oraz tych samych odpadów wzmocnionych spoiwem cementowym. Wzmocnienie odpadów wydobywczych zastosowanych w modernizacji wału przeciwpowodziowego miało na celu zmniejszenie degradacji materiału pod wpływem warunków atmosferycznych oraz czynników mechanicznych.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium Redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Krzysztof Galos
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Gospodarka surowcami
  • Sekretarz redakcji: Zbigniew Grudziński
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Zenon Pilecki
  • Redaktor tematyczny: Górnictwo i geoinżynieria
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Komitet Wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Barbara Sudoł – redaktor techniczny

Kontakt

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energia Polskiej Akademii Nauk
ul. J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków
tel.: +48 12 6323300, faks: +48 12 6323524
e-mail: lidia.gawlik@min-pan.krakow.pl

https://min-pan.krakow.pl/wydawnictwo/czasopisma/zeszyty-naukowe-instytutu-surowcami-mineralnymi-i-energia-pan/

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji