CS215565B1 - Způsob zjiSťování a oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu důlních dčl - Google Patents

Description

Způsob zjiSťování a oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu důlních dčl

Předmětem vynálezu je způsob zjišťování a oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu posuzovaných důlních děl v konkrétních podmínkách horninového prostředí zájmových důlních areálů hlubinných dolů, respektující konkrétní strukturně- tektonický charakter vnitřní geologické stavby zájmové oblasti, parametry a teohnioké provedení oosuzovaných důlních děl i geometrické a technické parametry rozruchovýoh bází realizovanýoh dílčích hromadných střeleb.

Jdou známý způsoby zjiSťování seismických účinků hromadné střelby pomocí akcelometrických metod, zejména vSak různých druhů průmyslových rozruchů na stavební objekty a konstrukce, užívaných zejména v inženýrském stavitelství. Předmětné metody vSak umožňují jen relativní oceňo215 565 vání vlivů seismických účinků jen na povrohová objekty, současné maximálně však jen ve 4 blízko sebe ležioíoh pozorovacích bodeoh dp několika málo desítek metrů. Použití těohto metod pro měření v konkrétních důlních podmínkách je z hlediska jejioh současně realizovatelné malé kapacity měření jen v malém pozorovacím okruhu i z hlediska jiskrové bezpečnosti jen velmi obtížné nebo omezeně použitelné, tedy neekonomické, pro řešeni souvisejících dílčíoh problémů vůbec nerealizovatelné.

Pro věrohodné zjišťování a oceňování seismických účinků rozruchů na důlní díla je nutno jako základní vstupní údaje zjistit, které různé druhy elastiokýoh vln, generované hromadnou střelbou, na předmětná lokalitě vystupují, jaká jsou konkrétní dráhy- jejich prostorového šíření, která vlna z nich je nositelkou maximálního přenosu energie a jaká je její frekvence, jakýoh konkrétních velikostí dosahují amplitudy hmotných posunů v dílčíoh pozorovacích bodech a současné zjištění všeoh výše uvedených informací predisponovaných jedním společným rozruchem, a to v co nejrozsáhlejší a nejhustší síti pozorovacích bodů v oelé zájmová oblasti.

Současně známe akoelerometrioká metody získání těohto potřebných informací neumožňují. Způsob dle vynálezu spočívá ve využití důlně-seismioké metody, jejíž aplikace vyhovuje jiskrové bezpečnosti i v důlních podmínkáoh s nebezpečím výbuchu, která získání všech potřebných informací umožňuje.

Uvedená nedostatky odstraňuje způsob zjišťování a oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu důlníoh děl dle vynálezu, vycházející ze skutečné geologické stavby zájmové oblasti, jejího konkrétního strukturně tektonického charakteru, skutečných fyzikálních charakteristik zájmového horninového prostředí v předmětném důlním areálu, z prostorových poloh konkrétních parametrů a technického provedení realizovaných důlníoh děl ze skutečné prostorové polohy a konkrétních geometrických a teohniokýoh paremetrů realizované rozruohové báze hromadná střelby, podle vynálezu, jehož podstatou je, že pozorovací hody se umístí v známých prostorových polohách předmětného důlního areálu v důlníoh chodbách nebo důlních vrtech dle konkrétních přístupových podmínek predisponovaných skutečným stavem rozfárávky předmětného důlního areálu, a to ve vzájemných rozestupech 10 až 500 i více metrů, dle konkrétního plošného rozsahu zájmové oblasti a požadované detailnosti výslednýoh informací. Z časových údajů příchodů elastiokýoh vln generovaných rozruchem v rozruohové bázi, hromadné střelby, pozorovaných v jednotlivých pozorovaoíoh bodeoh se určí průběhy hedochronu všeoh na předmětné lokalitě vystupujíoíoh typů elastiokýoh vln, z nichž se určí prostorové dráhy šíření všeoh dílčíoh pozorovaných typů elastických vln od těžiště ohniska rozruchu k jednotlivých pozorovacím bodům. Z příslušných hodoohron jednotlivých typů elastiokýoh vln a z konkrétně zjištěných hodnot velikostí amplitud hmotových posunů pozorovaných v jednotlivých pozorovaoíoh bodeoh se určí útlumové charakteristiky změn velikosti amplitud hmotových posunů pro jednotlivá typy elastiokýoh vln jako funkee změny vzdálenosti a velikosti realizovaného rozruchu, z nich se určí útlumové charakteristiky směn hmotových rychlostí jako funkce změny vzdálenosti a velikosti realizovaného rozruchu. Dle konkrétních petrografiekýoh a fyzikálních charakteristik konkrétního horninového prostředí obklopujícího zájmová důlní díla se stanoví kritická hodnoty hmotových rychlostí přípustná pro zajištění stability konkrétního posuzovaného důlního díla, a to s ohledem na jeho skutečné rozměrové parametry, technické provedení a způsob a kvalitu vyztužení. Srovnáním příslušných kritických hodnot hmotových rychlostí s průběhy útlumových charakteristik změn hmotových rychlostí se určí kritické vzdálenosti dílčích pásem s různým stupněm ovlivnění seismickými účinky, což umožňuje ocenit z hlediska bezpečnosti stupeň ohrožení, tedy možnost poručení stability posuzovaného důlního díla nalézajícího se v konkrétní vzdálenosti od ohniska rozruchové báze, tedy z hlediska vlivu různé velikosti seismiokýoh účinků elastických vln na důlní díla, vyvolávaných realizovanou hromadnou střelbou konkrétních geometrických a technických parametrů.

Výhody způsobu dle vynálezu se projevují v tom, že pro konkrétní geologicko-fyzikální podmínky zájmové důlní lokality lze pro různé provozhě-teehnioké parametry rozruchů hromadných střeleb stanovit kriteria limitních vzdáleností od ohniska rozruchu pro dílčí bezpečnostní pásma, tj. bezpečné přechodové, nebezpečné, včetně jejioh šířek. Pro každé konkrétně posuzované drtini dílo lze v předstihu stanovit, zda a v kterém pásmu ovlivnění se nalézá nebo bude nalézat, a to s ohledem na jeho polohu a vzdálenost od ohniska rozruchu a konkrétní provozně-teohnické parametry realizované hromadné střelby, včetně ocenění stupně vlivu rozruchem vyvolaných seismických účinků na jeho stabilitu. Způsob umožňuje předstihově zpřesnit názor na bezpečnost praoí toho kterého pracoviště s ohledem na jeho možné ovlivnění seismickými účinky vyvolávanými hormadnými střelbami různých parametrů, a to s ohledem na problematiku zajištění nepřetržitého provozu. Umožňuje dále stanovit, že pokud posuzované důlní dílo se nalézá v bezpečné zóně, může důlní prvoz za posuzovaných provozněteohnickýoh podmínek rozruchu probíhat kontinuálně, bez odvolávání osádek i v průběhu procesu provádění hromadné střelby. Umožňuje stanovit, že pokud posuzované důlní dílo se nalézá v nebezpečné zóně, je stabilita předmětného důlního díla, za posuzovaných provozněteohnickýoh podmínek rozruchu, může být ohrožena a osádky v průběhu procesu provádění hromadné střelby musí být z ohroženého pracoviště odvolány. Způsob podle vynálezu umožňuje v předstihu stanovit, do jaké vzdálenosti se může to které konkrétní důlní dílo, v konkrétních provozně-techniokýoh a prostorových podmínkách, přiblížit bez nebezpečí, tj. bez mimořádně provozně-bezpečnostních opatření k ohnisku rozruchu hromadné střelby těch kterých provozně-teohnickýoh parametrů a v té které prostorové poloze, a tím umožňuje pronikavé zvýšení bezpečnosti důlních prací, předstihově oceňovat stupeň ohroženi toho kterého důlního díla, což umožňuje zvýšení· účinnosti a efektivnosti řízení v projekční i provozní fázi výrobních procesů se značným bilančním přínosem i efektem v produktivitě praoí. Dosavadní známé akceleronietrioké metody výše uvedené výhody, které umožňuje způsob dle vynálezu, neumožňují.

Dílčí pozorovací body se rozloží v zájměvé oblasti s ohledem na známou současnou i výhledovou polohu ohniska hromadné střelby a současnou šít i výhledové rozložení sítě zájmových důlních děl, které mají být v současnosti i výhledově posuzovány z hlediska působení vlivů seismických účinků generovaných hromadnými střelbami na jejich stabilitu, a to tak, aby bylo možno konstruovat hodochrony v co nejdelšíeh úsecích, pokud možno od polohy 00 nejblíže Ohniska roaraohu. až do polohy nejvzdálenějšího důlního .díla, které má být posuzováno, od ohniska rozruchu, nutno vyloučit pokud možno extrapolaci výsledků.

Snímače v pozorovacích bodech se orientují do polohy maximálního příjmu podélných vln vyoházejíoích z ohniska rozruchu. V dílčích pozorovacích bodech se sleduje současně x a z-složku zájmových vln. Pokusná odpaly hromadné střelby v rámci parametrických měření se provádějí postupně, kaskádovitě od malých náloží např. 100 kg, pro doladění registrační aparatury přes střední 500 kg, velké 2 000 kg až maximální např. 4 000 kg. Registrace se provádějí více variantně, s velkým zesílením pro bezpe.čnó zjiětění časových údajů pro konstrukci hodoohronů, s menším zesílením pro registraci maximálních amplitud bez Vkreslení pro konstrukci útlumových aharakteristik. Z údajů zjištěných na seismogrameoh v jednotlivých pozorovacích bodech, pro které je třeba stanovit přesné prostorové vzdálenosti ohniska rozruchu od předmětného pozorovacího bodu, se sestaví graf hodochronu a rychlostí charakteristiky pro všechny vystupující základní typy elastických vln, tj. přímé vlny a lomené vlny na různých rozhraních. Dle průběhů dílčích pozorovaných hodoohron a rychlostních charakteristik se stanoví prostorové dráhy šíření pro jednotlivé pozorované typy elastických vln. Do grafu hodoohron se na dílčí pozorované hodoohrony vynesou v příslušných pozorovacích bodech v nioh stanovené velikosti amplitud posunů hmotných bodů dle podrobné analýzy změn jejich dynamiky se z nich určí hlavní zájmová vlna, která je nositelkou a zprostředkovává maximální přenos energie v konkrétním horninovém prostředí a v konkrétních geologioko-tektoniokýoh podmínkáoh zájmové lokality. Pro předmětnou vlnu s maximálním přenosem energie se určí útlumové charakteristiky amplitud hmotových posunů jako funkce vzdálenosti pro příslušné velikosti náloží hromadných střeleb. Pomooí převodového oejohovního grafu, dle konkrétních technických parametrů použité registrační aparatury, se provede transformace útlumových charakteristik amplitud hmotovýoh posunů na útlumové charakteristiky hmotových rychlostí, které se zobrazí v grafu v závislosti na změně vzdáleností dílčích pozorovacích bodů od ohniska rozruchu, a to samostatně pro všechny realizované dílčí velikosti náloží v rámci provedených parametrických měření. Vymezení kritických hodnot hmotovýoh rychlostí pro dílčí zóny různého ovlivnění seismickými účinky, a to dle konkrétních fyzikálních charakteristik zájmového horninového prostředí:

hranice bezpečného pásma je definována vztahem:

hranice nebezpečného pásma je definována vztahem:

U.

kde i - pevnost v tahu i - měrná hmotnost

V^ - ryohlost šíření elastických vln - hmotová ryohlost přičemž přechodové pásmo leží mezi hranicemi bezpečného a nebezpečného pásma.

Příslušné mezní hodnoty pro hranice bezpečného a nebezpečného pásma se vynesou do grafu útlumových charakteristik hmotovýoh rychlostí, z kterého v této formě lze vyčíst /

všechny potřebné infoxmaoe pro oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu důlních dšl v konkrétním horninovém prostředí, ve kterém byla realizována předmětná parametrická měření.

Způsob dle vynálezu lze použít ve všech horninových prostředích uhelných, lignitových, rudných i nerudných ložisek, užitkových nerostů i v podmínkách s nebezpečím výbuchu, pro zjišťování a oceňování seismických účinků hromadných střeleb na stabilitu nejen důlních děl, ale i povrchových objektů, přičemž ohniska hromadných, ale i běžných provozních střeleb, mohou být situována v podzemí i na povrohu v lomech a skrývkových řezech, lze jej využít ve všeoh provozech báňských, při oceňování technických odpalů při stavbě přehrad, silničních staveb, stavbě metra apod.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob zjišťování a oceňování seismických účinků hromadné střelby na stabilitu důlních děl, vycházející ze skutečné geologické stavby zájmové oblasti, jejího konkrétního struktumě-tektoniokého charakteru, skutečných fyzikálních charakteristik zájmového horninového prostředí v předmětném důlním areálu, z prostorových poloh, konkrétních parametrů a technického provedení realizovaných důlních děl, ze skutečné prostorové polohy a konkrétních geometrlokýoh a technických parametrů realizované rozruohové báze hromadné střelby, umožňujíoi z hlediska bezpečnosti důlních prací předstihové ocenění stupně ohrožení a porušitelnosti stability konkrétně posuzovaného důlního díla nalézajícího se v konkrétní vzdálenosti od ohniska realizované rozruohové báze hromadné střelby konkrétních geometriokých a technických parametrů, vyznačený tím, že pozorovací body se umístí ve známých prostorových poloháoh předmětného důlního areálu v důlních chodbách nebo důlních vrtech dle konkrétních přístupových podmínek predisponovaných skutečným stavem rozfárávky předmětného důlního areálu, a to ve vzájemných rozestupech 10 až 500 metrů i více dle konkrétního plošného rozsahu zájmové oblasti a požadované detailnosti výsledných Informací, přičemž z časových údajů příchodů elastických vln generovaných rozruchem v rozruohové bázi hromadné střelby pozorovaných v jednotlivých pozorovacích bodech se určí průběhy hódochron všech na předmětné lokalitě vystupujících typů elastických vln, z nich se určí prostorové dráhy šíření všeoh dílčích pozorovaných typů elastických vln od těžiště ohniska rozruchu k jednotlivým pozorovacím bodům, přičemž z příslušných hodoohron jednotlivých typů elastických vln a z konkrétně zjištěných hodnot velikostí amplitud hmotových posunů pozorovaných v jednotlivých pozorovacích bodech se určí útlumové charakteristiky změn velikosti amplitud hmotových posunů pro jednotlivé typy elastických vln jako funkce změny vzdálenosti a velikosti realizovaného rozruchu, z nioh se určí útlumové charakteristiky změn hmotových rychlostí jako funkce změny vzdálenosti a velikosti realizovaného rozruchu, dle konkrétních petrografiokýoh a fyzikálních charakteristik konkrétního horninového prostředí obklopujícího posuzované důlní dílo, se stanoví kritické hodnoty hmotových rychlostí přípustné pro zajištění stability konkrétně posuzovaného důlního díla, a to s ohledem na jeho skutečné rozměrové parametry, technické provedení a způsob a kvalitu vyztužení, přičemž jejioh srofňáhím s pr&bšhy v konkrétních podmínkách zájmové lokality zjištěných útlumových charakteristik změn hmotovýoh rychlostí se určí kritické vzdálenosti pro bezpečná a nebezpečná pásma s různým stupněm ovlivnění seismickými účinky, generovanými rozruchy hromadných střeleb různýoh geometrických a technických parametrů.