Sposób i system do oceny wystąpienia zagrożenia wstrząsami wysokoenergetycznymi generowanymi eksploatacją podziemną

Stan techniki

Eksploatacja złóż podziemnych zwłaszcza węgla kamiennego powoduje strukturalne zmiany w środowisku naturalnym, w tym zniekształcenia powierzchni, naruszenie warunków hydrogeologicznych, a także drgania i wstrząsy w górotworze stwarzające niebezpieczeństwo dla załóg górniczych, użytkowników terenu górniczego oraz zagrożenia dotyczące stabilności obiektów budowlanych i szeroko pojętej infrastruktury powierzchni. W celu zabezpieczenia się przed skutkami tych zjawisk stosowane są różne sposoby i układy umożliwiające analizę i ocenę oddziaływania eksploatacji podziemnej na obszary objęte eksploatacją górniczą. 

Znany jest sposób i układ do pomiaru prędkości i przyspieszeń wstrząsów pod ziemią i na powierzchni z zgłoszenia wynalazku PL 388051 (A1), który polega na tym, że po wykryciu wstrząsu w podziemiach kopalni wysyłany jest z systemu bazowego sygnał do wszystkich zdalnych powierzchniowych stacji pomiarowych, po czym następuje natychmiastowa transmisja danych zapisanych w buforach cyklicznych zdalnych powierzchniowych stacji pomiarowych w czasie rzeczywistym do sytemu bazowego, który dokonuje synchronizacji sygnałów i analizy wszystkich skorelowanych czasowo danych. Układ składa się z systemu bazowego, który wyposażony jest w wejścia analogowe i cyfrowe, do których podłączone są przewodowe czujniki kopalnianej sieci geofizycznej, złącze internetowe, modem radiowy, wyjście na ploter i monitor ekranowy oraz połączone łączem bezprzewodowym zdalne stacje pomiarowe wyposażone w trójosiowe czujniki do pomiaru drgań.

W zgłoszeniu PL 395824 (A1) ujawniony został sposób predykcji silnego wstrząsu indukowanego podziemną eksploatacją górniczą na podstawie ciągłych pomiarów przemieszczeń punktu obserwacyjnego położonego na powierzchni terenu górniczego w rejonie oddziaływania frontu wydobywczego, który polega na tym, że punkt obserwacyjny stabilizuje się na powierzchni w rejonie bezpośrednich wpływów postępującego frontu podziemnej eksploatacji górniczej prowadzonej w pokładzie, korzystnie przed postępującym frontem wydobywczym (ścianowym), w odległości poziomej korzystnie nie większej niż jedna czwarta głębokości eksploatacji, korzystnie w osi tworzącej się lub prognozowanej niecki obniżeniowej wywoływanej eksploatacją tego frontu i następnie wykonuje się z wykorzystaniem techniki GPS ciągłe pomiary współrzędnych punktu obserwacyjnego w czasie, a następnie wyznacza się zmiany w czasie pomierzonych techniką GPS wartości współrzędnej pionowej oraz korzystnie współrzędnych poziomych punktu obserwacyjnego uzyskiwanych korzystnie w układzie współrzędnych WGS-84. Za predyktor silnego wstrząsu indukowanego prowadzoną eksploatacją, który może wystąpić w krótkim odcinku czasu przyjmuje się zaburzenie w przebiegu przemieszczenia polegające na spowolnieniu przemieszczeń punktu obserwacyjnego, a następnie wzroście prędkości przemieszczeń punktu, przy czym zaburzenie to określa się poprzez porównanie wartości obserwowanych przyrostów przemieszczeń, z wartościami oczekiwanymi i (lub) wartościami korzystnie przetransformowanych na kierunki poziome odpowiednio prostopadłe i równoległe do postępującego frontu eksploatacyjnego w czasie. 

W rozwiązaniu według w zgłoszenia wynalazku PL395825 (A1) przedstawiono sposób prognozy wystąpienia wstrząsu wysokoenergetycznego indukowanego eksploatacją ścianową na podstawie ciągłych pomiarów zmian nachylenia terenu górniczego, który przeznaczony jest do stosowania w kopalniach podziemnych eksploatujących w warunkach występowania zagrożenia sejsmicznego. W sposobie według tego wynalazku, dokonuje się pomiaru zmian składowych nachylenia w czasie z pochyłomierza zainstalowanego na powierzchni terenu w rejonie bezpośrednich wpływów prowadzonej w pokładzie eksploatacji ścianowej, korzystnie przed postępującym frontem wydobywczym ściany w odległości poziomej korzystnie nie większej niż jedna czwarta głębokości eksploatacji, korzystnie w osi tworzącej się lub prognozowanej niecki obniżeniowej wywoływanej eksploatacją tej ściany, a następnie analizuje się zmiany pomierzonych wartości składowej nachylenia terenu w czasie, w kierunku korzystnie zgodnym z kierunkiem postępu frontu ścianowego i składowej nachylenia terenu górniczego w czasie, w kierunku korzystnie prostopadłym do kierunku postępu frontu ścianowego, zapisywane automatycznie na dysku komputera. 

Następnie w oparciu o pomierzone wartości składowych nachylenia oblicza się przyrosty nachylenia terenu w stałych, odpowiednio dobranych odstępach czasu, po czym za prekursor wstrząsu wysokoenergetycznego indukowanego prowadzoną eksploatacją ścianową, który może wystąpić w krótkim odcinku czasu przyjmuje się zaburzenie w przebiegu zmian nachyleń polegające na zmniejszeniu wartości przyrostu składowych nachylenia, a następnie dużym przyroście wartości składowych. 

Znany jest z opisu patentowego wynalazku PL201953 (B1) sposób rejestracji drgań i deformacji powierzchni ziemi, gdzie sygnały z czujników do rejestracji drgań przekazuje się za pośrednictwem transmisji przewodowej do lokalnych koncentratorów informacji, w których uzupełnia się je o informacje uzyskiwane z odbiorników globalnego satelitarnego systemu wzorcowania czasu i pozycjonowania, koduje cyfrowo a następnie przekazuje za pośrednictwem transmisji przewodowej lub radiowej do centralnej jednostki kontroli zagrożeń, do której przekazuje się dodatkowo przewodowo lub radiowo dane z lokalnych referencyjnych stacji wchodzących w skład sieci globalnego satelitarnego systemu pozycjonowania umożliwiając precyzyjne dowiązanie programowe stacji referencyjnych systemu rejestracji drgań i deformacji powierzchni ziemi do geodezyjnych permanentnych stacji sieci globalnego pozycjonowania, a ponadto do centralnej jednostki przekazuje się sygnały informujące o zaistniałych w kopalniach zjawiskach związanych z drganiami górotworu. 

 

Drukuj E-mail

BIGtheme.net Joomla 3.3 Templates