Materiały konferencyjne SEP 1993 - tom 2

Szkoła Eksploatacji Podziemnej *93 rotworze, który pozwoliłby w pełni korelować wyniki badań nad sejsmicznością z te- ktoniką w skali regionalnej (Teper i inni, 1992). Określenie cłiarakteni tych związków pozwoliłoby na ilościowe szacowanie parametrów wstrząsów oraz zastosowanie właści- wych metod profilaktyki i prewencji. Na rozwiązania w tym zakresie istnieje zatem duże zapotrzebowanie. Analiza rozkładów energetycznych oraz rozkładów prawdopodobieństwa wstrząsów górniczych sugeruje, że istnieje pewna bimodalność w rozkładzie, co oznacza, że w łącznym rozkładzie tych zjawisk można wydzielić dwie nakładające się mody (Kijko i inni, 1985, 1986, 1987; Zuberek, 1986; Lasocki, 1988, 1990; Stankiewicz, 1989; Idziak i inni, 1991). Bimodalność rozkładów energetycznych może świadczyć o występowaniu dwóch różnych procesów generujących powstawanie wstrząsów, chociaż wyraźne ich rozdzielenie nie jest łatwe. Dla rejonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego energia wstrząsów słabych w większości przypadków nie przekracza 10^ J. Uzyskane zaś w wyniku oddzielenia mody niskoenergetycznej rozkłady wstrząsów zależą od geologicznie wydzielonego obszaru występowania wstrząsów, co sugeruje ich związek z regionalnym zróżnicowaniem w budowie geologicznej poszczególnych obszarów (Dempster i inni, 1983; Idziak i inni, 1991). 2. Powstawanie wstrząsów w górotworze W wyniku eksploatacji górniczej w rezultacie wytworzonego stanu naprężeń powstają w górotworze wokół wyrobisk górniczych odkształcenia. Działające na daną objętość górotworu siły zewnętrzne i objętościowe (np. siła ciężkości, naprężenia eksploatacyjne, naprężenia tektoniczne) wykonują pewną pracę, która wywołuje odpowiednią zmianę energii potencjalnej. Energia ta jest częściowo akumulowana w górotworze w postaci odkształceń odwracalnych, częściowo jest rozpraszana w postaci odkształceń nieodwra- calnych (wyzwalana jest energia cieplna), i w niektórych przypadkach transformowana jest w pewnym ograniczonym obszarze w energię kinetyczną będącą źródłem wstrząsu. Pozwala to sformułować równania równowagi termodynamicznej górotworu (Fairhurst i Cornet, 1981; Zuberek, 1988, 1992). Transformację części energii potencjalnej w kinetyczną można określić w oparciu o analizę równowagi (stabilności) procesu deformacji układu wyrobisko - obudowa - górotwór. W tym ujęciu wstrząs sejsmiczny uważa się za przejaw równowagi nietrwałej (niestabilności) układu połączony z jego przejściem do nowego położenia równowagi trwałej (Salamon, 1974, 1983). Według Druckera w procesie deformacji za układ w równowadze trwałej (stabilnej) należy uważać taki, którego konfiguracja jest określona przez historię zmian obciążenia w ten sposób, że małe zaburzenie warunków, w których układ się znajduje, wywołuje odpowiednio małą zmianę reakcji układu i nie powoduje żadnej nagłej i gwahownej zmiany w jego konfiguracji. Dla ośrodków ciągłych Drucker sformułował warunki dostateczne równowagi trwałej układu (Salamon, 1983), które można sprowadzić dla ośrodków liniowych i nieliniowych Sekcja III 129