Model górotworu podatnego na zapadliska

Seria: G Ó R N I C T W O z. 107 Nr kol. 661

M I R O S Ł A W CHUDEK

M ODEL G Ó R O T W O R U P O D A T N E G O N A ZAPADLI SK A

S tr es zczenie. W pr a cy w o p a rc i u o i n w e n t a r y z o w a n e d e f o r m a c j e z a ­ p a d l i s k o w e p r z e a n a l i z o w a n o w p ł y w w a r u n k ó w g e o l o g i c z n o - g ó r n i c z y c h o- r az p o da no kryt er ia de cy du j ą c e o po ws ta w a n i u zapadlisk.

1. P rz ed m io t zagad ni en i a

Z i n w e n t a ry zo wa n e od ponad d zi es i ęc iu lat d ef or m a c j e z a p ad l is ko we p r z e ­ p rowad zo n a anal iz a z g r o m a d z o n y c h inform ac ji d op r o w a d z a do st wi er dzenia, że zapadliska s ą zjawiskami t o w a rz ys z ąc ym i dzia ła l no śc i górniczej w p e w ­ n yc h o k r e ś l o n y c h warunkach. M o ż n a b o w i e m je dn oz n a c z n i e u s ta li ć i w y z n a ­ czyć obszary, w których:

- zapadliska, lub szerzej - d ef o rm a c j e n i e c i ą g ł e w y s t ę p u j ą i w y s t ę p o w a ć będą na p ewno w przyszłości; i stnieje z tego po wodu pewne za g ro ż e n i e dla terenu i o b i e k t ó w a wię c środowiska n a t u r a l n e g o i s t w a rz an eg o p rz ez czło­

wieka ,

- zapad li s ka nie w y s t ę p u j ą lecz ich u tw or ze n ie się na p o w ie r zc hn i jest moż­

liwe, z wł aszcza w w a r u n k a c h działania .czynników a k t y w i z u j ą c y c h w ó w cz as ich w y s t ę p o w a n i e jest prawdop od ob n e, a z a gr oż en i e dla ś ro do w is ka p o t e n ­ cjalne,

- zapadl is ka n ie w ystępują, a i c h u t w o r z e n i e się na p ow i er zc hn i terenu jest z p r z y cz yn g ó r n i c z y c h p r a kt yc zn i e niemożliwe.

Wyklucza się tu j ednak zja wi s ko w t ó r n y c h p u s t y c h w g ór ot w o r z e p o w s t a ­ ły c h w w y n i k u w p ł y w ó w w o d n o - k u r z a w k o w y c h itp.

W tabeli 1 p o k a z a n o p r z y k ł a d y r ó ż n eg o o d d z ia ły wa n ia płytkiej e k s p l o a t a ­ cji na powierzc hn i ę. D ef o rm a c j e ciąg ł e w y s t ę p u j ą we w s z y s t k i c h sześc iu przykładach, n a t o mi as t deform ac je ni ec i ą g ł e tylko w czterech. Z z e s t a w i e ­ nia wynika, że z apadliska n ie t o w a r z y s z ą płytkiej eksploatacji, gdy m i ę ­ dzy p u s t k ą poe k sp lo at a cy jn ą, a p o w i e r z c h n i ą w y s t ę p u j ą o dp ow i e d n i o gruba warstwa skał p la s t y c z n y c h (gliny iły) i zo lujące pustkę.

Duże z na czenie ma zastos o wa ny s y st em e k sp lo a t a c j i złoża. S y s t e m ś c i a ­ nowy, za st o s o w a n i e p od s ad zk i czy też s y s te m e k s pl oa t ac ji c zęściowej w p e w ­ n y c h w a r u n k a c h um o żl i w i a w y el im i n o w a n i e zjawiska deform ac j i n i e c i ą g ł y c h - zapadlisk.

14

M. Chudek

2 ’ A n a l i z a 1 ocena czy n ni kó w w p ły w a j ą c y c h aa powstawanie, c ha r akter 1 ^{r o ­} dzaj zapadliska

P od st a w o w y m i czynnikami, czy też param et ra m i g ó r o tw o ru -wyznaczającymi o bsz a ry z a p ad li sk o we są:

1. g ł ę b o k o ś ć po ło żenia pustki w górotw or z e czy też g ł ę b o ko ść e k s p l o a t o w a ­ n eg o p o kł ad u "H",

2. g r u b o ś ć n a d kł ad u i rodzaj skał "h",

3. g r u b o ś ć p o k ł ad u t j . wie lk oś ć pustki oraz jakoś ć skał g ó ro t w o r u z w ię z łe ­ go "g", "m",

4« czas is t nienia pu stki w gó r ot wo rz e "t",

5. inne czynniki, zwłaszcza a k t yw iz u ją ce r u c h y górotworu.

W tabeli 2 z es t aw io no czynniki i kryt e ri a modeli g ó r o t wo r u i terenów z a g r o ż o n y c h zapadliskami, które omó wi on o w n i n i e j s z y m rozdziale.

1 ) W p ł y w głęboko śc i po ł ożenia pustki "H"

Z ar ej e s t r o w a n e z apadliska wywo ł an e zostały przez pustki po w yr ob i s k a c h p o ł o ż o n y c h na g ł ę b o k o ś c i a c h w p o s z c z e g ó l n y c h rej on ac h od 3 ^do 120 m od p o ­ w i e r z c h n i terenu. N a j w i ę k s z a il oś ć z ap adlisk przypada na g łę bo k o ś ć p o ł o ­ żenia w y r o b i s k a 10 i 70 m. 0 stwie r dz en iu w p ł y w u tego. czy nn i ka dec y du ją na ogół n aj pł y ci ej położone wyrobiska, nawet, gdy ak tu a ln ie nie są e k s p l o ­ atowane. W p r z y p a d k a c h takich n al e ży się liczyć z m o ż l i w o ś c i ą r e aktywacji p u s t e k po s t a r y c h p ł y t k i c h w y r o b i s k a c h przez eksploatację niżej p r o w a d z o ­ ną. Za b e z p o ś r e d n i ą p r zy cz yn ę n a l eż y przyj mo wa ć j ed n ak zawsze w yr ob i sk a w p o k ł a d a c h p o ł o ż o n y c h najbliżej stropu gó ro t w o r u zwięzłego.

Ze w z g l ę d u na ten czyn ni k ustala się na s tę p u j ą c e kr y te ri a występowania zapadlisk:

1. z apadliska w y s t ą p i ą napew no przy ekspl oa t ac ji p o k ła d ów do głębokości 100 ^metrów,

2. w y s t ą p i e n i e za padlisk jest pr aw do po d ob ne podczas eksp lo a ta cj i p r o w a d z o ­ nej na g ł ę b o k o ś c i 100 r 150 m lub przy reak ty wa c ji zrobów na takiej g ł ę b o k o ś c i ,

3- zapadli s ka ńie w y s t ą p i ą przy g ł ę b o k o ś c i a c h po ło żenia pustki poniżej 150 m o ile brak jest i n n yc h p r z yc z yn - jak np. w od nokurzawkowe, uskoki, szyby, szybiki.

a d - 2 ) W p ł y w gru b oś ci luźne g o n a k ł a d u "h"

I st ni e n i e w g ó ro tw or z e n a d k ł a d u łagodzi skutki w y s t ę po wa ni a W o r m a c j i n i e c ią gł y ch . Przy dużej gr ub o ś c i n a dkładu i małej objętości pustki - jej w y p e ł n i e n i e mo że na stąpić bez w i d o c z n e g o skutku na p ow ierzchni od 0 ⁱ 40 ^m. N aj więcej d eformacji z anotowano przy g r ub o ś c i a c h n a d k ł a d u 5 * 20 ^m.

Zwra ca się uwagę, iż może tu w c h od zi ć w grę grubość z wi e trzeliny partii złożowej g ó r o t w o r u w pr z yp ad ku braku nad kł a du lub jego niewielkiej g r u ­ bości.

Wpływpłytkiejeksploatacji napowierzchnię w zależności odbudowygeologicznej i hydrogeologicznejgórotworu Kopalnie\ soli A 1 X -- cr or

3 3 a. a.

1 i -S

ri >» B

» •: 43

d l

>» O S G V.

i 5 O g . o c b a >»-n

B B a C3 N S O O r-l T3 CO 13 E -r- c; •> B O O V. p Tl w

44 M 1 .£3 g ri istnieje półkabez­ pieczeństwa w złożusoli

T - “ U

a 44 03 to

» r

03 Pi ni O B o to o O, tC O 03

« c 3 3 o. a

> 0»

mm a

>» >> b

» S 43

•ĆÓ 44 *

© to B ta fi co CO Ni U'

1 a t oo

N B o b co ta» o

03 CO B

£i 1 03 >

O g s.o - 44 Ti 03 44 ri co a 03

•H 3 -H a * i ho

B O 41 B e

1 O

6 B

O E

O o

try S -p 44

O 8 ° M

O r >»

CU o co o >* »

r- NJ- \0 »- O

1 r- O B

I I 44 CO

O 1 B r i

«? O © T l *1

r- Tl Vl O

4» ł »

c o o m

ta » n

©

© B 44

■P OT CO B Ni 43

b +*

3 33 B

■O >> B O Al

03 P -H o m

•H i*ii 43 03 S N O B

« o

H r ar 3 3 a a o ¡i»

p p 44

It 1

1 J S J a r y

* 1 s ° Tl 44 W

ta B O B 0 O1

1 - B C? >£ © 40'ta B-rj

• O O fi

§ § K S ri O 03 a o n ta co 0 0 0 8

co 10

2

m ti -p

O Pt

B a S H g

O o CM B

c* f* ■M- {T O

• 1 J 1 ! S3

0 ^ 0 *- V P

M - • O O

O « g -

N © n

S

S 3 S

©

«

I

^I

Ni 43

RejonOlkuszaKop.rud cynkowo-ołowiowych ---r — et et

Ta -o 03

3 t* Ta

a a 03

i ; a

to a p

& t 5 1 tI S i Tł 1 .X o

U Tl >»(0

af i

ta B

&

O

■N O

1 1 Tl O OTJ » 1 B 03 3 0) a B >» g B c

• o O -p o 44 -ca CO c~\-rl B » O m i e o a b o o a o o

>» ri O H CJ ii 41 O H O N

■ri i ' d a - d tn

m a B Bi

i o

o

f i &

B 03 a

T4 a

i s

o o

80 O Ci

o o e a v<

CO C" O

IT- 44 >»

I I - * ta

in >» -o

o o k on

cr\ o -»i

44 B

B

© *1

•rt CO

43 »

O O

ta ta

V 8 B

© a

I S -p ►>

01 *1 tI rl

03 O

•H 8 44 s b

B o TJ 0) P3

«

i et o>

3 <n

& t

O 03 OT

t * £

ą ą

OJ - n M T S Sm in “ a to a-ca

ta i0 P B a 1 ota

1 1

Tl O ho -H 44

03 a 03

•h p « a 44 to a fi Sfi » 0 * 1 0

in 0 0 4 4 0

«3 a n O f *

ta B 0

•fi 01 ta

fi

03 60

*

B 43O B

a

a o en a a

\0 r~

r ” ?

i i

•o ta

© P 0

i

ta a tI 60 H U 44 fi fl 0 Ti

*1 ri OT t>0

03 44 ta o as 3 ri 4>

03 O

•M Al W XI l d o

“ 8 03 J3 B O i-i P to m o, on O N U J O

Bf 3 a or 03.

T3 +>

3 m a >>

0N S

+4 44

CO 03 CO

£ B -o

vO IT\ a e

(0 40 B 0)

•H Al ri 3

boa

N B PO B 10

» O

H I - tJ4d - 1 O co B o os 0 ca in n o ca a * ? 44 o r - o i a aa to >»44 to *4 >» a -H V 03 >»Tt P 3 a o to c a « o * !

> t D o a o o g rM N H H H i n H r N l O tI O a-ri r l W i T l r

3 B 43 B

O 03 to fi bo B P bfl 3 0 0 B O

a <b

a B ^

§

0 in cm o

1 w

' 1 1 t ■*

O m oo B o

v£> CO O

O -H XI

O O

'to a

© rl44

O T O T S

©

s i

_{B O}

P B O 0

•H *

W

3

ta

j » 4 3 hO

i l

o> et cif i

Ai -h ta

hO O C3 ci et 03 co -H o B o -o (O

■w O -H 03 0) -<-3 m B

•ra -DIII g C3 Cl N fi O CO 0i h O T3

B B“"

O O • T3 O XX V. V. 03 >> O 03 © Al TJ Al >»

O O ŁO O hOrM 1 o :h0 O 3 ri B O O P g r-i O B ri 'O 0) t*) O >, a b

O 3 Ta to B

H 0 3 O l -P 4> Tl

a ® TJ a o © co > » B

(0 |M ® P -H -H O f c ©

P 3 4 C A I O B B r H H

© XS 44 o © a © B

OT O ri-H-H O -H -P

o B a aa-r-j 44 b o t

-OT C0!i,O 4 : © © ©

O ' 0 1 3 >1 44 -p O C3 T l t a 44 iaia » © o a >> a B B O H O O P > » B * I © Al a 43 Ta 43 43 03 C D g O h 0 - P ©

1"0 3 3 B a OT -H a-ra rrfffi B B ® N O 41 -ri >»-ra >» © C 3 P O O 8 C 3 O T M (3 CO t3 S B

1 1

0 N B O 'O >»

hO P OT OT

© O TO

•H ri nr B ftfj

63 3

B S o Tl 3 P N 1 S £ - OT » OT OT

« ♦ ' S C Uwago:deformacjiciągłychwywołanych dawnąpłytkąeksploatacją aktualnieniestwierdzaeię

Zestawienieczynników i kryteriów modeligórotworuzapadliskowego

16 M. Chudek

ar 8

'l~ s N

3 P 03 O ar

cu •0 E 44 I A H 03 £ -4

<D> O 3» 3 'O N 3

p CO O P J 4 H « M JO XJ P

OT

>>

p i a & ( O H O O 3 8 3

co « - • Q O ^ } ^4 • P 03

bO N

0 3 3 3 O 03 CU •o O

rH ' O TJ •H * O P >» 3 P > j O 3

<D CU 3 3 3 3 3 P P £ CU O P

P 03 -N rH 3 O O O >> P 0 LA 8

3 44 P 44 •H a>»rH TO rH CJ •* 3 N 1 O

A P

«3- <D 3 TO 3 •H CU P TS -3 8 OT

co O 3 X3 SC 03 3 CU 0 0 P >» O

44 'O CU 3 O 3 44*08 ¿3 >> O £ ,3 TJ

CQ '03 E £ 4 0 3 0 p 0 3 '03 O

•H O P 'O 3 O rH 3 OT >»VOT M 1 •

p 44 44 ' 3 O N £ 3*TJ E >> * 0 E 4 ar

w 3

T3 O -P O F - P 3 0 4 3: 3 3 3 3 rH 3

CO rQ 03 JO 44 O >5 O J4 O P P 3 S i

a , 0)» 3 3 3 4 rH P <H 3 8 rO OT X ) >> ar 3

co rH CU 4 TD 4 'O CU 8 3 P 4 O >J 8 rH p 4

b O "-' bo 0 ,0 bO 3 r-ł 'O 3 -O £ 03 N CU O b£

'O

1

> l O

m V

¿ s P

0« P 1

3* rH

CU 1 P

3 bO

JO 3 CA

ar •r-2 S p 3 0 3 'O <—1

p O 03

>>

i a x> 3 3 O O

ca 8 O 3 1 N IA 3 rU

>» P IA • H O 3 4 V V

£ 3 CO T -

O 3 3 CU

O 0 .3 3 ^

4

ar 3 rH 1 TD £ P 4 4 3 CU 8 bi

bO.A Ph 3 0 •0 8 P O -4

0 0 03 O rH 03 O H f t M P >» LTs 1 O cJ

E 'u *a 44 O 44 3 > , 8 ar 8 3 3 p rH

0 0) r - TO 4 TO P H P *r> TJ O r~

W ^-r §

co 0« 3 M O 3 3 03 3 £ U •0* E

.4 0 'O 3 E O i O O >» ar N t9 V/

V/ •r~3

03 XJ 'OT*'“'* p ©• s p •0 4 P 3

bO 3 8

P 5 O P '-O 0 3 3 C U P H 3 CU C U P

rH CO 44 44 'OT f - £ P 03 3 O O CU O P 3» 8

"O 4 O P O •H 3 44 T3 3 3» CU _{V /} O P T>

CO CU .O 03 rQ 1 rH 3 3 0 S P 3

i n

CA OT 8

CU i » 3 3 •N * rH P 4 OT -4 • O

co ar rH CU 4 0 O O T3 3» 8 O >» 8 3 5 OT

to DO b 0 ^ bOlA E CU 0 3 H 4 * *f3 P

1 3 JO

'03 1 P 1 3 3

ar >» 0 8 3 O P *r“3 1

-0 3

P•<~3 rO

O

3 bO 3

O 4 -N O 3 8

N O

P

CU O g TO X » TD ar ^ CU TO

a» 3 E 3 44 0 p O >> O bO 8

■p p 3 P 8 3 SC . 0 * 4 ŚC 4 P

03 3 O •H 3 * o p 1» -a > » P O O 3

O O 3 3 3 P ' 0 O * 03 4 P CA CU

rH »*“ T3 3 r | H 3 O 8

IA V ^3»

CU 3 5 ^{r-5 3 P 0 0 - M} B H b ^P

co CM 03 1 rH O 0 0 a M 4 3 4 3 P E OT

,4 44 44 CU 8 ® * 8 OT CQ 4 3 rH *H 4

A ^,3

DO CD O 'O 0» p p p 3 O P P 8 0 i

P 3 p 8 * OT ^ >»* s aa i l p ¹

rH 'O 3 OT O >» afu-Pfl 8 8 -4 3 aa

TD ^'03 E >> P O k^P •0 8 O O o* ta O 3 03 3

CO O P 'O !* ^CUrH •'"» 3 - N 4 N * ^{P P} W P 3

CU 44 44 'OT O OT 3» O O CU O 'O 4 fi SJ O -4 P P

CO O P 0 i a 3 ^ 3 - 0 8 3* CU bO 3 3 4 P -o Hi 3

to -Q 03 ^JO 3 OT >, E P P P 0 3 8 8 P

0» 3 3 1 rH P 4 03 » 8 £ OT 5 E N CU 4 8

rH CU 4 3 'O Ot O O i>> 3 p O > > 0 O 03 3 JO ¿4

bO'*^ 3> O CU O 3 p P 5 3 3 CU OT 4 ^4 £ N 1

rHCO CS.

4 4 3 O

1

3 'O 1

3* 1

8

3 P 3 CU 8'03 P P

-P ^ 4 M O 8 P O CU

CO P O p ar P N 3 P CO

3 O £ OT •0 •O 3 p

Ł| P 3 3 O P 3 3

& 'O 3 O CU tSJ 8 O O 4 O

'O bO T> 4 P P 'OT N S O 8

,¿4 3 'O 8 8 O 03 3 £ p

•H ,3 ^rH bO P ?>» O 3 a>S: P 3

3 0 ... 44 3 ^{p P OT 3 bOs O i—1}

3 >> TJ 3 3 J4 CU 8 3 8 4 O

> » N 3 *H p 8 OT H 3 N 'O td

N O 'O 3 1 3 -4 * 4 r4 bO P

O P '03 3 p P 3 3 -4 OT

>> 3

O 'O •H 0 ^4 P P P P 'O

•r-a ^ 44 '03 3 P P s 3 P '03 i 3

CO'O O O T3 3 3 > »-4 T3 O O p Ń

to bO ¿3 JO O OT 3 P r3 OT 8 8 -Q bO OT O

T3 I 0 » 3 * 8 >» OT 0 p 44 CU CM 3 3 4 >1

O O -H 14 3 W ISl >» 3 P | OT 8 8 4 H 8 P

| cc? n -ł ł ,0 1 O

___

5 r '■ _

___

^{r y — ■ ¡3 H5}

U w z g l ę d n i a j ą c w p ł y w grub oś ci n ad kładu, można s t w i e r d z i ć n as tę p u j ą c e kry­

teria:

1. zapadli s ka w y s t ę p u j ą n a pe wn o przy g r u b o ś c i a c h luźne go n a d k ł a d u 0 ^r 40 m,

2. istn i ej e m o ż l i w o ś ć i c h w y s t ą p i e n i a p r z y g r u b o ś c i a c h n a d k ł a d u 40 f 70 m, 3. przy g r u b o ś c i a c h n a d k ł a d u w i ę k s z y c h od 7 0 m zapadliska nie występują.

P rz yj ę c i e w ł a ś c i w e g o k r y t e r i u m w d a n y c h w a r u n k a c h u za l eż n i o n e jest r ó w ­ ni e ż od r o d z a j u skał. W y s t ę p o w a n i e l u ź n y c h lub m ał o z w i ę zł yc h skał w n a ­ k ł a d zi e (mały kąt "9") s p rz y ja t w o r z e n i u się zapadliska.

a d. 3) w p ł y w gru b oś ci p o k ł a d u ( wysokości pustki) "g"

G r u b o ś ć ma b a r d z o i s t ot ny w p ł y w na proces wy st ęp o w a n i a zapad li sk .W p ły w ten p rz ej a w i a się p o pr ze z k s z t a ł t o w a n i e się formy i w y s o k o ś c i strefy za­

w a ł u i s pę k ań w g ó r o t w o r z e w y w o ł a n y c h przez wyrobisko.

Na pod s ta wi e a n a l i z y d a n y c h s t a t y s t y c z n y c h ustalono, ze defor ma cj e n i e ­ c ią gł e w y s t ę p o w a ł y w i e l o k r o t n i e n aw et prz y 2 7 -krotnej grub oś ci gó ro tworu z wi ęzłego "H-h" (H - g ł ę b o k o ś ć l o ka li z a c j i pustki e ks pl o a t a c j i w g ó r o ­ tworze, h - g r u b o ś ć n a d k ł a d u skał sypkich) w sto su nk u do g rubości p o k ł a ­ du "g". W a r u n k i e m w y s t ą p i e n i a de f or m a c j i n i e c i ą g ł y c h jest przenikn ię ci e s trefy zawału, a prz yn aj mn i ej s t re f y spęka ń do n a d k ł a d u skał luźnych.

A n a l i z a st at y s t y c z n a w s k a z u j e z at e m na w y s t ę p o w a n i e b a rdzo 'wysokich stref s p ę k a ń w b a d a n y c h rejonach. D o t y c z y to zwłaszcza kopalń: Komuna P a ­ ryska, Sosnowiec, B o l e s ł a w Śmiały, K G H Orzeł Biały.

W od ni es i e n i u więc do om aw ia n eg o czynnika ustala się n as tę pu j ąc e k r y ­ teria w y s t ę p o w a n i a z a p a d li sk na powierzchni:

1. zapadliska w y s t ą p i ą napewno, gdy grub o ść g ó r o t w o r u z wi ę złego jest m n i e j ­ sza od 30-krotnej gru bo śc i pokładu,

2. is tn i e j e p r a w d o p o d o b i e ń s t w o w y s t ą p i e n i a d e fo rm ac j i n i e c i ą g ł y c h przy 30 ^- 50 krotnej g r u b oś ci g ó r o t w o r u z w ię zł eg o w s t o su nk u do giuDo^ci pokładu, z wł a szcza j eżeli gór o tw ór z bu dowany jest ze sk ał kruchych,^

3. brak m o ż l i w o ś c i w y s t ą p i e n i a deform a cj i n i e c i ą g ł y c h dla gru b oś ci g ó r o ­ tworu z wi ęzłego w i ększej jak 50-cio kr otna g r u b o ś ć pokładu.

ad. 4 ) W p ł y w c za su na tw o rz en ie się z ap ad li s ka "t"

Z dokonanej i n w e n t a r y z a c j i z ap a dl is k i na pod s ta wi e wstępnej analizy można stwierdzić, że i n t e n s y w n o ś ć (natężenie) t w orzenia się zapadlisk terenie male je z u p ł y w e m lat. Z w y l i c z e ń wynika, że w p i e r w s z y c h pięciu l a t a c h od czasu zakoń cz en i a e k s p lo at ac j i w y s t ą p i ł o średnio 6 ,8 deformacji n i e c i ą g ł y c h w roku, a po u p ł y w i e 50 ^t 100 ^lat od dokonanej eksploatacji w y s t ęp uj e już tylko 2,9 d ef or m a c j i n i e c i ą g ł y c h na rok. M o żn a szacunkowo u stalić, że p r a w d o p o d o b i e ń s t w o w ys tą p i e n i a defor ma c ji dla analizo

^ terenów wynosi:

18 M. Chudek

w okresie do 5 lat od zakończenia ek s pl oatacji - 10^®

w o kresie do 10 ^{lat od} zakończenia e ks pl oatacji - 9 056

w okresie do 15 lat od zakończenia e ks pl oatacji - 73%

w okresie do 20 ^{lat od} zakończenia ek s pl oatacji - 6^®

w okresie do 30 lat od zakończenia eksp l oa ta cj i - 42%

w okresie do 50 lat od zakończania eksp lo a ta cj i - 4 ®

w o kresie do 100^{i lat od} zakończeniai eksploatacji - 25%

w o kresie powyżej 100 lat od z akończenia ek sp loatacji - 14%

ad- 5 ) Inne c z ynniki aktyw i zu ją ce r u ch y gór o tw or u

Obok w y m i e n i o n y c h c z y n ni kó w istotny w p ł y w na w y s t ę p o w a n i e deformacji n i e c i ą g ł y c h w tere na c h gó rn ic z y c h b ę d ą posiadać c zynniki a kt y wizujące r u ­ chy górotworu. Wśród c zy n ni kó w tych m ożna wymienić:

- obe cn o ść w g ór o tw or ze s z y bó w lub szybików, a więc p u st ek o szczególnie d u ż y c h g a b a r y t a c h i n i e k o r z y s t n y m p i o n o w y m us y tu o w a n i u w górotworze, - w y s t ę p o w a n i e wychodni, w o d o n o ś n y c h uskoków, zwłaszcza pod w o d op rz e pu sz -

c ż a l n y m nadkładem,

- pKzejścia w y r ob i sk am i g ór ni c zy mi pr ze z w a r s t w y kurzawkowe, szczeliny, u sko k i i t p . ,

- w ys tę p o w a n i e w górotw o rz e w s t r z ą s ó w i drgań powierzchni,

- zmiany wt ó rn e g o stanu ró wn ow a gi w górotworze, w y ni ka j ą c e z eksploatacji niżej l e ż ą c yc h pokładów, od wodnieni# g ó r o t w o r u itp.

W w a r u n k a c h dz i ałania cz yn ni k ów ak t yw i z u j ą c y c h ruchy g ór ot w or u do p ow­

s tania defor ma c ji mo że dojść nawet, gdy g łę bo k o ś ć położenia pustki p r z e ­ k racza 150 m, czy też grubo ś ć n a d k ł a d u jest więks za od 70 m. Zjawiska te n al eż y j e dnak rozpa t ry wa ć odrębnie.

I nf or m ac je u z y s k an e na pod st a wi e i n w e n ta ry za c ji w s k a z u j ą na m o żliwość i dentyfi ka c ji p a ra me t ró w g e o m e t r y c z n y c h i ch a ra k t e r y s t y k zapadlisk na p o ­ w ie rz c hn i w opar c iu o c zynniki nat u ra ln o - g órnicze górotworu.

Do p od st a w o w y c h c e c h i wła s no śc i za pa dlisk terenu zalicza się:

Z a g ę sz cz en i e d eformacji w terenie w y r a ż on e przez w s k aź n ik zagęszc ze ni a "w n"

określa s tosunek ilości zapadlisk w terenie do p o wi er zc h ni tego terenu:

gdzie:

n - liczba zapadlisk,

-S - pow i er zc hn i a obs z ar u zapadliskowego.

Po d st aw ą ustalenia powie r zc hn i obszaru z ap a dlisk jest powierzchnia e k s ­ p lo atacji po kł a d ó w lub wyst ęp o wa ni e w y r ob is k w górotworze w danym o b s z a ­ rze w zakresie u st a lo ny ch k r y t e ri ó w gó ro tw or u p od a tnego na zapadliska.

Dla a n a l i z o w a n y c h r e j on ów wystę po w an ia z ap adlisk o bl iczono w s k a ź ni k za­

g ęs zc ze n ia i ujęto w tabeli 3^.

Podziałrejonów nakategoriezewzględu nawskaźnikizagęszczeniai intensywność tworzenia sięzapadlisk co rHco

O T

X>

CO

H Kat.rej. zewzgl. nawsk. U ■O <4 PP <JJ < < cp<4«4 pp <4 X) (X) H <rj FQ CQ C

CO N

44

CO

i r o j c o

G0CM c o

C- O i—

vX> m «3"

OJCO

X> O m

T.;'*■ • 23.0 o

o -oOJ A^J-OfO

OJ CTir- r -

r- OJ <-

Wielokrotność "g"[m] 50g

- O O m O Or -

T“ CM CM

IT\IT\

C\J OJ

om

OJ

o

JO OJ

O

JO r- OJ CM

O O m comco

CM T- T- O loO o o

or™

JOO O O m D co mo-

30g

O O O o>

VDŁA OJ

m m o

ao O m o

co ³⁰ O T - r i O M -

o cor —

.O vD O ^X)

o

£>

p\

o

X) oo O m

■o c o *ęj-

60

O DO O O c o

CMi/0 <4-

m m

OJ OJ O

m ^Ojo

O _o

'Cf

U O

^ i - r o c o

O

■D

CM OJ OJ CMO

c ■

JOC M O T O m

« - r - r ^ r -

M •

O rH

X3 (X r r — o ot SC E fNł 44 r i— i O Q>

X) coc- o

r O T O t ^ p - m m t -

OJ m m x>

r o i— m m m c*—

-D

■D

r - PO x i m CM 3 '

n o o m

cm c o o - m

'O . . 'OT £ rM

O 4» N E 43 o i » 4 3 n

3 * -H 1 S H ' O * W * — 1 O W N :

- h - r - O

»—e— wd-

cr\ o

OJ T - t - c o - OJ ^3-

»—

X) < r m

r o m r o -D

jo m O CM

OJ co

jom co o~

r - T -v X ) T -

3 - o e

• co m

£> fM ' « r — i 3 44 60 e h O : ‘ —1 O a

O

O O c o CMUO

m m

OJ OJ O

m

o

jo

o m

"4- X) O O -

«i-roro

O 43

N OJ

Ojcm c CM

JO r\

CM MD O m

r - r - f O r -

• r» r H • 0) 6 0 4 4 M « W t

• * * c

+» ^

CO 0> co c

« « C

m <?<: << pp c <; < 3 << m «:<*U eq =q o < i PQ P3

C Ń01 e OJ ot* G c o 44 6Ö-* ••

09 CO = <4-

36 N

t±

0-0 o P-mrn

kTw- OJ 6,1 16,7 **- t- O JO

o JD

OJ•

1T7T 14,8 60.0 ro O v£>

X) CT\£ O o-•-

O C - r - C O

O into t- r— t—

Licz. de­ form. "n" r*oO c o m

CO e- r— o

■«fr X)OJf*-r o ^ O CM r o OJ

T- PO^r AOJfOM-

r - C M t - r -

n

® f-- 1

* OJ

E

S

^{^}

Ph

cm

OJO o UVJ OJ

OOr-* 2,34 0,24 2,27 O D oo OJ

Dr-

• r—

O O O LOfOO r- CM OJ

5

o O m jocm

rO 0- D

OJ O M O

o O O O

JO Ti-MD CO i— - r- r~

H e j o n

p-

lj.low4.ce1 lilowice2 liilowice3 Niwka1 Niwka2 Prezydent |Gen.Zawadzki

ÜOT Htśl

■oO n

••

«c iH0

s

₁

co NCO X)

uCO -z> fliaiyT OrzełBiały2 OrzełBiały3 IKazimierzJuliusz KomunaParyska 1 KomunaParyska2

O

Ö 0 1ca

r H

OTQ) r;H O -3

OOT H

O

GOT

O

Bolesław Śmiały1 Bolesław Śmiały2 Bolesław ¡jmiały3 Bolesław Śmiały4 -

60 60

O O

co m V/ V/

I I I

K K SC

A V V

60 60 60

O o O

t— T— r \

C PP O

• . ,

+>

co CO CO

44 44 44

m m

**■ »“

A W ^a

s

Ö G

A

m m

< PP o

, A •

+» X» -♦->

05 CO ca

44 44 44

20 M. Chudek

R o z p i ę t o ś ć tego w sk aźnika wynosi od 5 zapadli sk / km ^ do 6 0 zapadlisk/

/km^.

W n a w i ą z a n i u do w y n i k ó w wstępnej anal i zy u j ę t y c h w t a b e l ac h 2 i 3 w y ­ r ó ż n i a się:

1. Tereny, w k t ó r y c h defor ma c je ni ec i ąg łe w y s t ę p u j ą w d uż ym zagęszczeniu.

ZapadlisTca na tych t e r e n a c h 3kupione, w y s t ę p u j ą nawet w postaci z ap a d­

lisk bliźniaczych. Na p od st aw i e danych z tablicy 3 przyjmuje się, że duże za gę sz c z e n i e za padlisk w yraża w s k a ź n i k zagęszczenia.

wn > 15

Do o b s z a r ó w o w s k a ź n i k u za gę s zczenia w y ż s z y m od 15 zalicza Się dla p r z y ­ k ł a d u rejony: M i l o w i c e 1, M i l o wi c e 3, Polska {P r ez yd en t ). Ba rb a ra - C h o ­ rzów, Orzeł B i a ł y 3, K a z i mi e rz Juliusz, B o l e s ł a w Śm iały 2.

2. T er e ny o m a ł y m z a g ę sz cz en i u zapadlisk. Ze w z g l ę d u na powi er zc h ni ę te­

reny te można jeszcze pod zi e li ć na takie, gdzie zapadl i sk a są r o z p r o ­ szone oraz takie, g dzie w y s t ę p u j ą tylko zapadliska p o j e d y n c z e, in dy w id u­

alne. Dla r e j o n ó w o z a pa d li sk ac h r o z p r o s z o n y c h przy j ęt o w s k a źn i k za­

gęszczenia:

szt km

Dla z a p a d l i s k p o j e d y n c z y c h p r z yj ę to w s k a źn i k zagęszczenia:

5 «Ł Wn < 15

[ M f l . [km

J

Do o b s z a r ó w o w sk aź n i k u W n = 5 - 1 5 zalicza się np. rejony: Niwka- M o d r z e j ó w 1, Grodziec, K o m un a Paryska 1 i 2 , Sosnowiec, Sobieski, J a ­

worzno.

O b s z a r ó w o w s k a ź n i k u * n ^ 5 nie i n we nt ar y z o w a n o , j a k k o l w i e k s t w i e r d z o ­ no pr zy p a d k i o d o s o b n i o n y c h zapadlisk t* onu.

3. Inte ns yw no ś ć tworzenia się zapadlisk

trocea p o ws t aw an ia zapadlisk p rz e biega gwałtownie, gdy strefa zawału W d o c ho dz i do s pągu nadkładu. Wt ed y jest też najwięk s ze p r a w d o p o d o b i e ń ­ stwo w y s t ą p i e n i a d eformacji nieciągłych. Ma to miej sc e w t e d y , gdy wys ok oś ć zawału w y s o k i e g o jest wię k sz a od grubości gór ot w or u zwięzłego zgodnie z warunkiem:

W > H - h W z -. wysokość strefy zawału

Proces powst aw an i a zapadl is ka przebiega w o l n o w związku z p r z e m i e s z c z a ­ n i e m się (mig r ow an ie m za p o ś r e d n i c t w e m wody) skał n a d k ł a d o w y c h do pustki po wyrobisku, gdy do n a d k ła du pr ze n ik a tylko strefa spękań.

Nie z a c h o d z ą w a r u n ki do pow st a ni a zapadlisk, gdy strefa s p ę k a ń ni e docie- ra do n a d k ł a d u to jest, gdy:

W < H - h.

s

P rz yj m u j ą c założenie, że dla w ys tą p i e n i a zapadliska co najmniej s tr e fa spę­

kań mu s i pr ze n i k n ą ć do nadkładu, w y l i c z o n o w tabeli 3 dla k a ż de go r ej on u wskaźnik:

który obrazuje, P rzy jakiej m i ą ż s z o ś c i g ó r o t w o r u zw ię złego "H-h" w s t o ­ sunku do g r ub o ś c i p o k ł ad u ”g" w y s t ą p i ł y zapadliska. W i e l k o ś ć tego w s k a ź ­ nika w ynosi od 1,5 do 27,0 dla p o s z c z e g ó l n y c h r e j o n ó w i d o c h o d z i do 5 , dla r o z p r o s z o n y c h zapadlisk. M o ż n a z atem wniosk o wa ć, że m ak s ym a l n a w y s o ­ kość strefy s p ę k a ń w a n a l i z o w a n y c h r e j o n a c h sięga 5 0- c io krotnej gr ubości

pokładu. ,

W tabeli 3 dla k a żd e go r e j o n u w y l i c z o n o trzy c ha r ak t e r y s t y c z n e w i e l k o ś ­ ci: 10 ^g, 30 g i 50 g, zakład aj ąc wstępnie, że w ie lk o ś ć 10 g o d po w i a d a w y - 3o k o ś c i °3trefy zawału - W g" , w i e l k o ś ć 30 g od p owiada średniej w y s o k o ś c i strefy spękań W a , a 50 g o d powiada m ak symalnej w y s o k oś ci stre fy spękań.

4. N a t ę ż en ie w y s t ę p o w a n i a z a padlisk na powi er z ch ni

R e o l og ic zn y ch ar ak t er deform a cj i n i e c i ą g ł y c h można w y r az ić w s k a ź n i k i e m n at ęż en i a w y s t ę p o w a n i a z ap adlisk "N", który określa ilosc z a p a d l i s k dla d anego r e j on u w c i ąg u roku, dla p o s z c z e g ó l n y c h okre s ów czasu:

11 = f [ f il]

gdzie:

n - i lość z a padlisk w da ny m rejonie w o k r e ś l o n y m czasie, t - lata.

W s k a źn ik ten zmienia się dla d a nego r e jo nu wra z z c z a s e m u p ł y w a j ą c y m od wy k onania wyrobiska. W p i e r w s z y c h 20-tu la tach wskaźniK- ten spada z 0 ,8 z ap a dl is k rok do 0,5 z a p a d l i s k / rok. W okre si e 2 0 do 5 0 - ci u lat w y k o n a n i a wy ro b i s k a n a s t ęp uj e d a ls ze z mn iejszenie się w s k a ź n ik a z 0,3 zapadlisk/rok. Po u p ł y w ie 5 0- c iu lat do 100 w s k a ź n i k spada z 0,3 0, 1 8 zapadlisk/rok.

22 M. C h u de k

MOj^Jib roPHoro m a c c h b a noMi'JiHBoro h a b h a j u i h h u

P e 3 10 M e

B OTaTbe Ha ocnoBe HHBeHiapn3aipiH fle^opMaipia BnajyiHH n p o n3Be,neHO a Haxn3 bjihhhhh ropHO-reojioraqecKHx ycaoBHa, a laKxe npHBo^HTCH Kpaiepan, KOTopue pemajoT o b o3hhkhob6hhh BnaAJiHH.

T H E M O D E L O P T H E ROCK S U S C E P T I B L E TO SLUMPS

S u m m a r y

On the basis of st at i st ic slump defo rm at io n s the paper pre se nt s the e ffe c t of g e o l o g i c a l / m i n i n g c on d it io ns and the criterea essential in slump formation.