Biuletyn SEP 2019

SZKOŁA EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ 2018 SEP 2018 7 siaj powoduje liczne dyskusje związane z ich genezą. W latach osiemdziesiątych XX w., po jednym z tąpnięć na zamknię- tej już kopalni Rymer, Prof. W. Konopko zwrócił się do geofi- zyków z zapytaniem – czy mo- żecie odróżnić na sejsmogra- mie zapis tąpnięcia od zapisu wstrząsu sejsmicznego, który to tąpnięcie sprowokował. Do dnia dzisiejszego nie jest znana ścisła odpowiedź na to pytanie. Z sejsmicznością indukowa- ną pracami górniczymi zwią- zane jest tzw. zagrożenie sej- smiczne. Prof. A. Goszcz zdefi- niował je, na podobieństwo do zagrożeniawystąpienia trzęsienia Ziemi, jako możliwość wystąpienia wstrząsu górotworu w określonym miejscu, czasie i  energii. O ile przewidywanie, czy prognoza (z użyciem metod naukowych) miejsca wystąpienia wstrząsu, w sensie wskazania rejonu jego wystąpienia, jest możliwa to wskazanie czasu jego wystąpienia oraz energii jest niemożliwe w obecnym stanie rozpoznania zagadnienia. Kopalnie węgla kamiennego, jak również kopalnie rud miedzi aktywne sej- smicznie, dokładają dużych starań prowadząc monitorowanie sej- smiczności i realizując różnego rodzaju badania metodami górniczy- mi, geofizycznymi, geomechanicznymi i innymi w celu rozpoznania zagrożenia sejsmicznego. Kopalnie te posiadają wyspecjalizowane służby wyposażone w możliwie nowoczesną aparaturę oraz współ- pracują na bieżąco z różnymi jednostkami naukowo-badawczymi w doskonaleniu metod badawczych. Należy podkreślić, że dawno przestano myśleć o „cudownej metodzie”, która rozwiąże problem prognozy sejsmicznej. Analizuje się wskazania wielu metod, które informują o różnych procesach fizyczno-mechanicznych zachodzą- cych w górotworze w sąsiedztwie eksploatacji. Geofizycy i  inżynie- rowie ds. tąpań, którzy zajmują się tym zagadnieniem na kopalniach są wysokiej klasy specjalistami. Posiadają oni dużą wiedzę o lokalnym górotworze, skupiając kompleksową informację o zagrożeniu sej- smicznym na podstawie wskazań wielu metod badawczych. Zazwy- czaj najcenniejsze dane pochodzą z pomiarów in situ. Na przykład w kopalniach węgla do jednych z najbardziej miarodajnych metod należy zaliczyć metodę profilo- wania sejsmicznego opracowaną przez Prof. J. Dubińskiego, która pozwala na wyznaczenie odcinków wyrobisk zagrożonych koncen- tracją naprężenia wytworzonego przez pozostawione krawędzie i resztki wyeksploatowanych po- kładów, wpływu uskoków, czy ogól- nie rozpoznania względnego stanu naprężenia (rys. 1). Mówiąc o ograniczeniach w pro- gnozowaniu wstrząsów sejsmicz- nych, nie sposób nadmienić o po- jedynczych sukcesach w określaniu czasu wystąpienia wstrząsu z do- kładnością do kilku godzin, a czę- ściej do kilku zmian roboczych. Należy jednak obiektywnie stwier- dzić, że w ogólnym ujęciu liczba fałszywych alarmów jest dominu- jąca, przez co prognoza zagrożenia sejsmicznego jest nieefektywna. W latach osiemdziesiątych XX w. znany niemiecki geofizyk górniczy Prof. M. Will widział sens prognozowania w dokładnym oczujniko- waniu rejonów eksploatacji – do kilkudziesięciu geofonów w rejonie ściany eksploatacyjnej. Taka obserwacja dostarczała miliony danych pomiarowych, które w tamtym czasie były trudne do przetworzenia wczasie rzeczywistym. Obecnie jest to jużmożliwewzwiązku z gwał- townym rozwojem technologii komputerowych. Pomysł wydzielenia użytecznej informacji z olbrzymich zbiorów danych (Big Data) w róż- nym stopniu zakłóconych i zniekształconych wiąże się z nową stra- tegią w podejściu do monitorowania zagrożenia sejsmicznego. Nale- ży jednak podkreślić, że rozwiązanie tego problemu, o ile takie jest możliwe, jest związane z analizą wyników pomiarów wieloma meto- dami górniczymi, geomechanicznymi i geofizycznymi, w tym tele- metryczną (satelitarną). Przykładem takiego rozwiązania może być pasywna sejsmika (rys. 2) wykorzystująca szum sejsmiczny i wstrząsy sejsmiczne w połączeniu z klasyczną metodą sejsmologiczną, a także teledetekcyjną informującą o deformacjach powierzchni terenu. Są podejmowane próby monitorowania tym sposobem rozwoju stref anomalnych w górotworze od poziomu eksploatacji do powierzchni terenu. Śledzenie tego procesu w czasie może dać informację o za- chowaniu się górotworu i uściślić ocenę zagrożenia sejsmicznego. Rys. 1. Przykład profilowania zmian prędkości refrakcyjnej fali P w pokładzie węgla 713/1-2 w rejonie oddziaływania nadległej krawędzi pokładu węgla 707/2 (źródło: Pilecki Z.) Rys. 2. Przykład przestrzennego modelu prędkości fali S górotworu w rejonie prowadzonej eksploatacji (źródło: Czarny R.)