Zdzisław Kłeczek, Andrzej Zorychta, Dariusz Chlebowski, Włodzimierz Etryk, Adam Krzyżowski

Monografia nr 19
Gliwice 2007, s.1-55, 
ISBN  978-83-60708-07-1

BRAK W SPRZEDAŻY

Koincydencja czynników geologicznych i górniczych związana przede wszystkim z wiekiem najbardziej zagrożonych tąpaniami kopalń, skutkami przekształceń natury strukturalno-organizacyjnej sektora wydobywczego oraz wielopokładowym charakterem złoża węgla kamiennego sprawia, że pozyskiwanie tego surowca w GZW odbywa się z roku na rok w trudniejszych i bardziej skomplikowanych warunkach.

W obliczu dużego zagrożenia metanowego, pożarowego czy też restrykcyjnych niejednokrotnie wymagań odnośnie ochrony obiektów powierzchniowych i podziemnych, zakłady górnicze coraz częściej prowadzą eksploatację w obrębie, bądź w strefach bezpośredniego oddziaływania różnego rodzaju zaszłości (krawędzi, resztek, zrobów, filarów), w sąsiedztwie zaburzeń uskokowych o znacznych amplitudach zrzutu oraz rejonach o silnym zaangażowaniu tektonicznym. Oczywistą konsekwencją wzmiankowanego stanu rzeczy jest intensyfikacja poziomu zagrożenia zjawiskami geodynamicznymi, a przykładem potwierdzającym słuszność tak postawionej tezy może być samoistne zdarzenie, do jakiego doszło 27.07. 2006 r. w pokładzie 502 na poziomie 790 m KWK Pokój.
Zasadniczym celem pracy jest próba ustalenia realnych przyczyn zaistniałego wstrząsu górotworu o energii sejsmicznej 9107J oraz okoliczności związanego z nim tąpnięcia w dowierzchni 4. W oparciu metodę modelowania matematycznego przeprowadzono wielowariantowe symulacje numeryczne m.in. pod kątem oceny prawdopodobieństwa wystąpienia procesów pękania w zalegających nad pokładem 502 wstrząsogennych utworach piaskowcowych oraz uaktywnienia się uskoku zachodniego o zrzucie 2,5-7,5 m. W ramach podjętych obliczeń śledzono kształtowanie się zmienności odpowiednio zdefiniowanych wskaźników (wytężenia, gęstości energii odkształceń sprężystych, gęstości energii rozproszonej, intensywności uwalniania energii), przy czym rezultaty ilustrowano graficznie w formie wykresów lub przestrzennych map warstwicowych. Obserwacje prowadzono na poziomie pokładu 502 oraz warstwy wstrząsogennej dla trzech sytuacji ruchowych charakteryzujących stan robót w czasie zatwierdzania projektu technicznego dla ściany 222, w dniu wystąpienia tąpnięcia i w trakcie wybierania ściany 418a w pokładzie 504.

Na podstawie syntetycznej dyskusji uzyskanych wyników sformułowano szereg istotnych stwierdzeń i wniosków dotyczących wpływu zaszłości eksploatacyjnych oraz zaburzeń tektonicznych na całokształt uwarunkowań geomechanicznych towarzyszących wybieraniu pokładu 502 w parceli ściany 222. W konkluzji przedstawiono autorski pogląd na temat genezy tąpnięcia z dnia 27.07.2006 r. oraz wypracowano zespół postulatów zmierzających w kierunku ograniczenia ryzyka występowania lub minimalizacji skutków podobnych zdarzeń w przyszłości. Odniesiono się do kwestii potencjalnych możliwości predykcji zaistniałego wysoko- energetycznego wstrząsu w oparciu o wykorzystane metody rozpoznania i monitoringu, a także dokonano oceny zastosowanej profilaktyki tąpaniowej (długofalowej i doraźnej) w aspekcie prognozowanego i faktycznego stanu zagrożenia.

Impact of previous mining areas and tectonic dis- turbances on a possibility for rock burst occurrence (on an example of the rock burst in the “Pokój” Colliery on 27.07.2006)

Coincidence of geological and mining factors is first of all associated with age of mines threaten mostly by bumps, results of structural and organizational transformation of mining sector and multi-layer character of hard coal seam makes that coal mining in Upper Silesian Coal Basin (GZW) is realized every year in more and more difficult and complicated conditions. Due to high methane and fire hazard as well as stringent requirements for protection of underground and surface objects, the mining plants have to carry out exploitation in the area of in the vicinity of action of previous mining operations (edges, gobs, pillars) and in close vicinity to faults of significant thrust amplitudes as well as in the regions of strong tectonic disturbances. Intensification of hazard level caused by geodynamic phenomena is a consequence of that situation, and an example of that can be an event, which happened in the “Pokój” Colliery on 27.07.2006 in the 502 seam on level 790 m.

A trial to find out the real reasons of rock mass burst of seismic energy 9x107 as well as circumstances of the bump on a rise 4 associated with it, was the work main objective. Basing on the mathematical modelling method, multi-variant numerical simulations as regards assessment of probability of breaking processes in bump-genic sandstone formations, laying over 502 seam and activation of West fault of thrust 2.5–7.5 m, were carried out. Changeability of respectively indices (effort, density of energy of elastic deformations, density of dissipated energy, intensity of energy release) was monitored within the realized calculations, and the results were presented graphically in a form of diagrams or spatial layer maps. Monitoring was carried out on the level of the 502 seam and bump-genic layer for three operational situations, which characterize the conditions during technical conditions approval for face No. 222, at the day of bump occurrence and during mining of longwall face No. 418a in a seam 504.

On the basis of results analysis a number of important foundings and conclusions as regards an impact of previous mining areas and tectonic disturbances on geomechanical conditions accompanying mining of the seam 502 in face panel No. 222. As the conclusion, the author’s opinion on genesis of the bump happened on 27.07.2006 was presented and a group of requirements aiming at reduction or minimization of similar event effects in future was developed. Some references were made to potential possibilities of prediction high-energy bump, basing on reco- gnition and monitoring methods and assessment of bumping prophylaxis (long-term and occasional) in the aspect of planned and factual hazard.