Polski
Angielski
Innowacyjne rozwiązania i nowoczesne metody wykorzystywane do oceny i prognozowania stanu zagrożenia tąpaniami w KWK Piast-Ziemowit Ruch Ziemowit
Data: Wtorek 28.09.2021
Sesja: Wyzwania techniczne rosnącej skali zagrożeń naturalnych cz. I
Godzina/Sala: 13:45 - 14:00 - H
Tytuł: Innowacyjne rozwiązania i nowoczesne metody wykorzystywane do oceny i prognozowania stanu zagrożenia tąpaniami w KWK Piast-Ziemowit Ruch Ziemowit
Title: The article presents the approach of the Piast-Ziemowit coal mine to countering the rock bump hazard with the most effective use of the coal mine owned equipment and information provided by it.The rock bump hazard is one of the most dangerous factors accompanying mining works, having a significant impact on the safety of underground workings and employed personnel. A significant problem related to the seismic activity induced by exploitation is also its impact on the surface. Ground vibrations caused by mining tremors may cause damage to surface infrastructure facilities and discomfort for residents. Identifying, forecasting and combating rock bumps and seismic hazards is therefore extremely important from the point of view of effective coal seams exploitation while maintaining the maximum level of safety of the works carried out and limiting the harmful effects on the surface.One of the basic methods of evaluating, monitoring and forecasting the rock bump hazard in Polish coal mines is the seismological method. This method allows to determine the level of the rock bump hazard and to track its changes during the exploitation. The Ziemowit part of Piast-Ziemowit coal mine has introduced a number of innovative solutions improving the quality of observation and informativeness of the seismological method, going beyond the basic standards of seismological observations, such as dedicated district networks equipped with stations measuring the maximal amplitudes of the vibration velocity of rock mass particles (the so-called PPV probes). The solutions used in the Ziemowit in the field of improving the quality of seismological observations are complemented by the connection of the underground seismological network with a network of sensors monitoring ground vibrations, located on the surface. The use of records from sensors to monitor the impact of tremors on the ground surface, after introducing appropriate time synchronization with the underground equipment (for this purpose, the GPS system was used), allows to reduce the error in the location of the vertical coordinate of mining tremors, and thus to better understand the genesis of their occurrence.The implemented solutions enable the performance of advanced seismicity analyzes, such as the impact of tremors on the surface of the mining area, passive tomography for predicting rock bumps and seismic hazards, and determining the parameters of mining tremors focus in order to identify the nature and character of the seismic activity accompanying the mining operation.The described projects are carried out by the mine in cooperation with the Central Mining Institute in Katowice. The use of the seismological equipment, the potential of the engineering and technical personnel - including qualified mining geophysicists, as well as the experience and research facilities of the Department of Geology and Geophysics of the Central Mining Institute, allowed to achieve very good results with minimal financial outlays, without incurring the costs of purchasing specialized equipment.
Artykuł przedstawia podejście Kopalni Piast-Ziemowit do walki z zagrożeniem tąpaniami przy możliwie najefektywniejszym wykorzystaniu posiadanego potencjału.
Zagrożenie tąpaniami jest jednym z najgroźniejszych czynników towarzyszących robotom górniczym, mającym niebagatelny wpływ na bezpieczeństwo wyrobisk dołowych i zatrudnionej w nich załogi. Istotnym problemem związanym z aktywnością sejsmiczną indukowaną prowadzoną eksploatacją jest również jej oddziaływanie na powierzchnię. Drgania gruntu wywołane wstrząsami górniczymi mogą powodować szkody w obiektach infrastruktury powierzchniowej oraz dyskomfort mieszkańców. Rozpoznanie, prognozowanie oraz zwalczanie zagrożenia tąpaniami i sejsmicznego jest więc niezwykle ważne z punktu widzenia prowadzenia efektywnej eksploatacji pokładów węgla przy jednoczesnym zachowaniu maksymalnego poziomu bezpieczeństwa prowadzonych robót oraz ograniczenia szkodliwego oddziaływania na powierzchnię.
Jedną z podstawowych metod oceny, monitorowania i prognozowania stanu zagrożenia tąpaniami w polskich kopalniach węgla kamiennego jest metoda sejsmologiczna. Metoda ta pozwala określać wielkość zagrożenia tąpaniami oraz śledzić jego zmiany w trakcie prowadzenia eksploatacji. W Ruchu Ziemowit Kopalni Węgla Kamiennego Piast-Ziemowit wprowadzono szereg innowacyjnych rozwiązań wpływających na poprawę jakości obserwacji i informatywności metody sejsmologicznej, wykraczających poza podstawowe standardy prowadzenia obserwacji sejsmologicznych, takich jak dedykowane sieci oddziałowe wyposażone w stanowiska mierzące maksymalne amplitudy prędkości drgań cząstek górotworu (tzw. sondy PPV). Dopełnieniem stosowanych w Ruchu Ziemowit rozwiązań z zakresu poprawy jakości obserwacji sejsmologicznych jest połączenie dołowej sieci sejsmologicznej z siecią czujników monitorujących drgania gruntu, rozmieszczonych na powierzchni. Wykorzystanie zapisów z czujników do monitoringu oddziaływania wstrząsów na powierzchnię terenu, po wprowadzeniu odpowiedniej synchronizacji czasowej z aparaturą dołową (w tym celu użyto systemu GPS), umożliwia zmniejszenie błędu lokalizacji współrzędnej pionowej ognisk wstrząsów górniczych, a co za tym idzie lepszego poznania genezy ich wystąpienia.
Wprowadzone rozwiązania umożliwiają wykonywanie zaawansowanych analiz sejsmiczności takich jak oddziaływanie wstrząsów na powierzchnię terenu górniczego, tomografia pasywna do prognozowania zagrożenia tąpaniami i sejsmicznego oraz wyznaczanie parametrów mechanizmów ognisk wstrząsów górniczych w celu rozeznania natury i charakteru aktywności sejsmicznej towarzyszącej prowadzonej eksploatacji.
Opisane przedsięwzięcia Kopalnia realizuje przy współpracy z Głównym Instytutem Górnictwa w Katowicach. Wykorzystanie posiadanej aparatury sejsmologicznej, potencjału kadry inżynieryjno-technicznej - w tym wykwalifikowanych geofizyków górniczych oraz doświadczenia i zaplecza naukowo-badawczego Zakładu Geologii i Geofizyki GIG, pozwoliło na osiągnięcie bardzo dobrych rezultatów przy minimalnych nakładach finansowych, bez ponoszenia kosztów zakupu specjalistycznej aparatury.
Materiały video: video
