Analysis of possibilities of sinkhole occurrence according to selected methods of prognosis

Praca dotyczyła analiz możliwości wystąpienia zapadliska nad płytkim wyrobiskiem korytarzowym przy wykorzystaniu wybranych metod. Dokonano obliczeń przy zastosowaniu metod: M. Chudka – W. Olaszowskiego, W. Janusza – A. Jarosza, opartej na teorii sklepienia ciśnień oraz MES. Wyniki obliczeń wskazały na pewność wystąpienia zapadliska w przypadku stosowania metod M. Chudka – W. Olaszowskiego i opartej na teorii sklepienia ciśnień. Z uwagi na fakt, że zapadlisko istotnie powstało, uznać można, że metody te najlepiej sprawdziły się w rozpatrywanych warunkach.This paper presents the analyses of possibility of occurrence of sinkhole over a low mining excavatio. The calculations have been made using the following methods: M. Chudek – W. Olaszowski, W. Janusz – A. Jarosz, the method’s using theory of relaxation zone and MES. The results of calculations performed by use of M. Chudek – W. Olaszowski method and the theory of relaxation zone indicated on certainty of sinkhole occurrence. Due to the fact, that the sinkhole has been created we can notice that the two methods are the most appropriate in the analyzed geological and mining conditions

The assessment of rock mass stability in the vicinity of shallow void in terms of sinkhole formation possibility

W artykule przedstawione zostały wyniki analiz stateczności górotworu w otoczeniu pustki zlokalizowanej na małej głębokości w aspekcie występowania powierzchniowych deformacji nieciągłych. Podjęte analizy dotyczyły terenu górniczego jednej z górnośląskich kopalń, gdzie w przeszłości na niedużej głębokości prowadzono roboty górnicze. Deformacje wywołane robotami górniczymi określone zostały przy użyciu programów opartych na metodzie różnic skończonych (MRS) oraz teorii W.Budryka - S.Knothego. W wyniku obliczeń przeprowadzonych za pomocą tych programów określone zostały wartości składowych tensora odkształcenia, na podstawie których obliczono następnie wartości odkształceń głównych i wartości oktaedrycznych odkształceń postaciowych. Na podstawie uzyskanych wyników dokonana została ocena możliwości wystąpienia stanu granicznego w górotworze w otoczeniu pustki w oparciu o hipotezę odkształceniową.This paper presents the results of analyses aiming at the determination of the stability of rock mass surrounding shallow void, with connection to sinkhole formation hazard. The analyses have been performed for the mining area of the one of the Upper Silesian coal mine, where mining works were led at shallow depths. Deformations caused by mining works have been determined by the use of the finite difference method (FDM) as well as the W.Budryk-S.Knothe theory. At first, the components of strain tensor were calculated, then the principal and octahedral strains determined. On the basis of the obtained results, the evaluation of the possibility of limit state occurrence was performed in the vicinity of the void, taking into account strain-based failure criteria

The use of electrical resistivity tomography for identification of shallow voids inside the rock mass

Warunkiem koniecznym do powstawania na powierzchni zapadlisk jest istnienie pustek w górotworze występujących na niewielkich głębokościach. Pustki te mogą być pochodzenia naturalnego (np. zjawiska krasowe) lub antropogenicznego (wskutek dokonanej eksploatacji górniczej). Bez względu na charakter powstania pustki, stanowi ona poważne zagrożenie dla szeroko rozumianego bezpieczeństwa publicznego, z uwagi na zagrożenie wystąpienia deformacji nieciągłych. Aby zagrożenie tego typu można było zlikwidować, niezbędne jest najpierw rozpoznanie lokalizacji pustki, a następnie jej likwidacja, np. poprzez wypełnienie odpowiednim materiałem. Jednym ze sposobów określenia lokalizacji płytkich pustek w górotworze w sposób nieniszczący są metody geofizyczne. W artykule przedstawiony został przykład wykorzystania jednej z metod geofizycznych – tomografii elektrooporowej, do lokalizacji płytkich antropogenicznych pustek w górotworze. Przeprowadzone badania dotyczyły terenu górniczego jednej z kopalń GZW, gdzie w przeszłości na niedużej głębokości prowadzono roboty górnicze. Teren ten wybrano ze względu na stosunkowo dobrze rozpoznaną sytuację geologiczną i górniczą, ale przede wszystkim przez wzgląd na makroskopowo zauważalne zmiany rzeźby terenu korespondujące z lokalizacją wyrobisk górniczych określonych na podstawie map górniczych oraz stwierdzone w przeszłości przez służby kopalni zapadlisko.The necessary condition for sinkhole creation on the surface there is a void occurrence inside the rock mass, located at shallow depths. Such voids may be of natural (eg. karst phenomena) or anthropogenic origin (as an effect of underground mining works). Whatever the nature of the void is, it creates a serious threat to the broadly understood public safety, due to the risk of discontinuous deformations. For this type of threat to be eliminated, it is necessary to precisely recognize the location of the void firstly, then its liquidation should be done, eg. by filling in with appropriate material. One of the non-destructive ways for determination of the shallow cavities location inside the rock mass are geophysical methods. In the paper, an example of using the electrical resistivity tomography for identification of shallow anthropogenic voids has been presented. The study concerns the mining area of one of the Upper Silesian Basin mines, where in the past the mining works were carried out at shallow depth. This area was chosen because of the relatively well-recognized geological and mining situation, but above all for the sake of macroscopically visible changes in the terrain morphology, corresponding to the location of the mine workings identified on the basis of mining maps and the sinkhole created in the past in this area