Zdzisław Kłeczek

Monografia nr 19
Gliwice 2017, s.1-112, il., bibliogr. 24 poz.
ISBN 978-83-65593-04-7
cena egz. 35,00 zł

W monografii przedstawiono analizę sejsmiczności górotworu karbońskiego Górnego Śląska (kopalnie węgla kamiennego) oraz górotworu cechsztyńskiego LGOM (kopalnie rud miedzi KGHM Polska Miedź S.A.) za okres 36 lat (1981-2016).

Z przedstawionych danych wynika, że w analizowanym okresie wystąpiło:

-         w kopalniach węgla kamiennego 49333 wysokoenergetycznych (≥ 105 J) wstrząsów górotworu,

-         w kopalniach rud miedzi 19019 wysokoenergetycznych (≥ 105 J) wstrząsów górotworu.

Łączna wartość pomierzonego wydatku energetycznego (energii sejsmicznej) tych wstrząsów wyniosła:

-         w kopalniach węgla kamiennego 151,19 GJ,

-         w kopalniach rud miedzi  93,22 GJ.

Statystycznie ujmując wykazano, że jednemu milionowi Mg wydobytego węgla  towarzyszyło ponad  11 wstrząsów górotworu, każdy o średniej energii sejsmicznej 3,06×106 J.

W kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. na jeden milion Mg wydobytej rudy przypadało ponad 18 wstrząsów, każdy o średniej energii sejsmicznej prawie 4,9 ×106 J.

Bezpośrednim skutkiem wyzwolonej w czasie wstrząsu energii może być utrata stateczności samego wyrobiska górniczego, manifestującego się odprężeniem lub tąpnięciem. W analizowanym okresie w kopalniach węgla kamiennego miało miejsce 288 tąpnięć  i 130 tąpnięć w kopalniach rud miedzi. Na skutek tych zjawisk w kopalniach węgla kamiennego 1061 osób uległo wypadkom, w tym 173 osoby wypadkom śmiertelnym. Wskutek tąpnięć
w kopalniach rud miedzi 434 osoby uległy wypadkom, w tym 78 wypadkom  śmiertelnym.

Ogólny wskaźnik wypadków w wyniku tąpnięć na jeden milion Mg wydobytej kopaliny wynosił:

-           w kopalniach węgla kamiennego -  0,238,

-           w  kopalniach rud miedzi -  0,415.

W pracy  przedstawiono szczegółowo tragiczne tąpnięcie z 29.11.2016 r. w kopalni rud miedzi „Rudna” w Polkowicach. To jedno tąpnięcie spowodowane  wstrząsem górotworu o energii 10 8 J pochłonęło jednorazowo największą  ilość ofiar śmiertelnych w dotychczasowej historii działalności górniczej w LGOM.  Omówiono wyniki pracy specjalnej Komisji powołanej przez Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego dla zbadania przyczyn i okoliczności tego zdarzenia, podając zalecenia i wytyczne dla uniknięcia tego typu zdarzeń w przyszłości.

Na tle braku możliwości predykcji czasu wystąpienia tąpnięcia w pracy wskazano na wagę wszelkich działań profilaktycznych, w tym na prowokowanie wstrząsów górotworu (tąpań) przez stosowanie aktywnej profilaktyki tąpaniowej z uwzględnieniem techniki strzałowej i hydraulicznego szczelinowania warstw wstrząsogennych.

Na koniec wykazano, że w kopalniach rud miedzi KGHM Polska Miedź S.A. na drodze grupowego strzelania przodków eksploatacyjnych skutecznie prowokuje się rocznie ponad 40% wysokoenergetycznych wstrząsów górotworu o  energii stanowiącej 45,9 % sumarycznej energii wszystkich wstrząsów. Prawie 47% ilości wstrząsów sprowokowanych oraz ponad 63% wyemitowanej
i sprowokowanej energii pojawia się niemal natychmiast (do 1 minuty) po grupowym strzelaniu przodków eksploatacyjnych.

Na tle przedstawionych w pracy danych statystycznych, rozważań teoretycznych i analiz dotyczących zjawiska tąpań wywołanych wysoko energetycznymi wstrząsami górotworu sformułowane zostały wnioski i zalecenia o znaczeniu utylitarnym.

---

Bumps  in hard coal mines and in copper ore mines in Poland

Analysis of seismic activity of Carboniferous rock mass in Upper Silesia (hard coal mines) as well as LGOM Zechstein rock mass (KGHM Polska Miedź S.A. copper mines) for the period of 36 years (1981-2016) is presented. From the presented data it results that within the analysed period the following bumps occurred:

-     49333 high-energy (≥ 105 J)  bumps in hard coal mines,

-     19019 high-energy (≥ 105 J)  bumps in copper mines.

Total measured energy (seismic energy) released in during bumps was as follows:

-     in hard coal mines 151,19 GJ,

-     in copper mines 93,22 GJ.

Statistically, 11 mine bumps, each of average seismic energy equal to 3,06×106 J, accompanied one million tonnes of mined coal.

In KGHM Polska Miedź S.A. copper ore mines over 18 bumps, each of average seismic energy equal to 4,9 ×106 J, were reported for one million tonnes of mined ore.

Loss of equilibrium of mine working, manifesting with rock mass destressing or bumping, is the result of released seismic energy. In the analysed period, 288 bumps were recorded in hard coal mines and 130 bumps in copper ore mines. In the results of these accidents, in hard coal mines 1061 of workers were injured including 173 deaths. In the results of bumps in copper ore mines, 434 were injured including 78 deaths.

Accident rate caused by bumps for one million tonnes of mined mineral was as follows:

-     in hard coal mines – 0,238,

-     in copper ore mines – 0,415.

Tragic bump of 29 November 2016 in Rudna copper ore mine in Polkowice is described in details. That bump, of energy equal to 108 J caused the highest number of fatalities in a single accident in the LGOM history. Results of the work of the special Committee appointed by the President of the State Mining Authority to identify the causes and circumstances of that accident were the basis for giving recommendations and guidelines to avoid such disasters in the future.

Due to lack of possibility of predicting time of the bump, importance of preventive measures was indicated, including induced rock mass destressing through controlled bump with special regard to blasting technology and hydraulic fracturing of tremor induced layers. At the end it is concluded that in the KGHM Polska Miedź S.A., its copper mines induce over 40% of high-energy bumps that represent 45,9% of total bumps energy by means of blasting face front, annually. Almost 47% of all induced bumps and over 63% of released induced energy occurs nearly immediately (up to 1 minute) after blasting at face front.

Basing on statistics, theoretical considerations and analysis concerning high-energy bumps, conclusions and recommendations of utilitarian character are formulated.