1. Naturalne przekształcenia powierzchni-proszę wymienić.

Naturalne przekształcenia powierzchni powstają na skutek działania czynników zewnętrznych, takich jak erozja, akumulacja osadów, działalność wiatrów.

Naturalne przekształcenia to:

-osuwiska

-spełzywanie

-zjawiska krasowe

-ruchy tektoniczne

-wulkanizm

*A to już nie wiem czy ważne. Tak do poczytania daję

Erozja - naturalne zjawisko mechanicznego niszczenia powierzchni skorupy ziemskiej - zarówno skał jak i gleb, poprzez różne czynniki zewnętrzne, oraz towarzyszące temu zjawisku przenoszenie produktów erozji.

Osuwisko - nagłe przemieszczenie się mas ziemnych, powierzchniowej zwietrzeliny i mas skalnych podłoża spowodowane siłami przyrody lub działalnością człowieka (podkopanie stoku lub jego znaczne obciążenie). Jest to rodzaj ruchów masowych, polegający na przesuwaniu się materiału skalnego lub zwietrzelinowego wzdłuż powierzchni poślizgu (na której nastąpiło ścięci), połączone z obrotem. Ruch taki zachodzi pod wpływem siły ciężkości. Osuwiska są szczególnie częste w obszarach o sprzyjającej im budowie geologicznej, gdzie warstwy skał przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych występują naprzemiennie. Miejsca występowania osuwisk to naturalne Stoki i zbocza dolin i zbiorników wodnych, obszary źródłowe rzek (gdzie erozja wsteczna zwiększa spadek terenu), skarpy wykopów i nasypów oraz wyrobisk.

Spełzywanie (pełzanie) to najwolniejsze geologiczne ruchy masowe.W zależności od rodzaju materiału na powierzchni, mówimy o spełzywaniu gleby lub spełzywaniu skały. Tempo poruszania się materiału pełzającego jest tym mniejsze, im głębiej się on znajduje; na pewnej głębokości ruch całkowicie ustaje. W rezultacie nie dochodzi do odsłonięć powierzchni podstawy skalnej. Tempo spełzywania jest na tyle niskie i jednostajne, że nie uszkadza pokrywy darniowej terenu. Głównym motorem spełzywania jest odsuwanie się cząstek warstwy powierzchniowej w czasie rozszerzania (np. po nasączeniu wodą) w kierunku prostopadłym do stoku, a następnie pionowe opadanie przy kurczeniu (np. wysychanie). W rezultacie każdy cykl rozszerzanie-kurczenie powoduje drobne przesunięcie cząstek w dół stoku o odległość tym większą, im bliżej powierzchni znajduje się cząstka.

Widocznym skutkiem spełzywania jest pochylenie płotów i słupów, a także drzew, które wyrastają z ziemi w kierunku spadku stoku i mają łukowato wygięte w kierunku pionu pnie.

Kras (procesy krasowe, krasowienie) – procesy rozpuszczania skał przez wody powierzchniowe i podziemne, jeden z rodzajów wietrzenia chemicznego. Krasowieniu podlegają skały krasowiejące: przede wszystkim wapienie, a także dolomity, margle, gips, anhydryt, halityt (potocznie sól kamienna).

Mianem krasu określa się również formy powierzchni Ziemi powstałe w wyniku powyższych procesów, a także obszar, na jakim te procesy i formy występują.

Ze względu na znaczne różnice w sposobie i efektach krasowienia skał węglanowych (rozpuszczanie poprzez reakcje chemiczne przy współudziale CO₂) i skał solnych (rozpuszczanie fizyczne przez wodę), wydzielić można, znacznie się różniące, kras węglanowy i kras solny (w znaczeniu skał niewęglanowych).

Ruchy tektoniczne - ruchy skorupy ziemskiej pod wpływem procesów zachodzących wewnątrz Ziemi. Rozróżnia się ruchy lądotwórcze (epejrogeneza) i górotwórcze (orogeneza).

Wulkanizm – ogół procesów geologicznych, zachodzących na powierzchni Ziemi, związanych z wydobywaniem się lawy i innych materiałów z głębi skorupy ziemskiej.

Wulkanizm jest wyrazem życia planety. Jest to ogół procesów związanych z przemieszczaniem się magmy z głębokich warstw Ziemi ku jej powierzchni. Kresem tej wędrówki jest erupcja, czyli wylew lawy lub wybuchy gazów wynoszących fragmenty ciekłej lawy i rozkruszone skały podłoża.

Wulkanizm wpływa też m.in. na termikę wód podziemnych, podgrzewając je. W miejscach tych powstają liczne uzdrowiska.

Efektem wulkanicznej działalności są góry wulkaniczne. Powstają one zarówno na lądzie, jak i na dnie oceanów. Jeśli góry wulkaniczne wynurzają się nad powierzchnię wody, wówczas powstają wyspy wulkaniczne

2. Co to są oddziaływania antropogeniczne.

Oddziaływaniami antropogenicznymi nazywa się wszystkie działania ludzi, świadome lub nieświadome, celowe albo przypadkowe, które wywołują reakcje środowiska naturalnego. Formy oddziaływania na przyrodę mogą być bardzo różne. Część z nich może wywoływać niezwykle głębokie zmiany krajobrazowe na niedużych obszarach (jak np. przemysł lub zabudowa miejska), albo też mogą zmieniać krajobraz na znacznie większym terenie lecz nie w tak wyraźny sposób (np. uprawy rolnicze).

3. Geogeniczne formy użytkowania powierzchni ziemi.

Geogeniczne użytkowanie to kopalnictwo podziemne i odkrywkowe , a więc wszystkie procesy z tym związanie to:

-górnictwo głębinowe

-górnictwo odkrywkowych

-górnictwo otworowe

-eksploracja (szukanie, odkrywanie, badanie górotworu w celu odnalezienia miejsc nagromadzenia dużych ilości kopaliny w celu eksploatacji surowca)

4. Złoże kopaliny-definicja.

Złoże kopaliny – naturalne nagromadzenie kopaliny (czyli surowca o dużym znaczeniu dla gospodarki) w skorupie ziemskiej, wskutek naturalnych procesów geologicznych, w ilości opłacalnej do gospodarczego wykorzystania.

5. Złoża i typy form złożowych.

- Pokładowe,

- żyłowe,

-Gniazdowe,

- Soczewkowe,

- Wysadowe,

- Konkrecje,

- Okruchowe.

Pokład – w geologii jest to złoże mające formę warstwy, zalegające na dużej przestrzeni i ograniczone dwiema mniej więcej równoległymi warstwami (górna to strop, dolna to spąg). Pokłady są charakterystyczne dla skał osadowych. W formie pokładów występują najczęściej węgiel kamienny, węgiel brunatny, siarka, sole potasowe itd. Złoża występujące w więcej niż jednym pokładzie to złoża wielopokładowe.

Pod względem budowy pokład charakteryzują:

• grubość – najkrótsza odległość między stropem a spągiem. Ze względu na grubość pokłady dzielą się na^[1]:

  • cienkie,

  • średnie,

  • grube;

• kąt nachylenia – kąt, jaki tworzy płaszczyzna stropu lub spągu z płaszczyzną poziomą. Ze względu na kąt nachylenia pokłady dzielą się na:

  • poziome lub prawie poziome (do 10°),

  • słabo nachylone (α = 10°–35°),

  • silnie nachylone (α = 35°–45°),

  • strome (powyżej 45°);

• rozciągłość – krawędź przecięcia stropu lub spągu z płaszczyzną poziomą;

• upad – kierunek prostopadły do rozciągłości skierowany w dół;

• wznios – kierunek prostopadły do rozciągłości skierowany w górę.

żyłowe (żyły), powstałe w wyniku wypełnienia substancją mineralną szczelin i spękań skalnych, m.in. piryt, baryt, złoto,

gniazdowe, niewielkie (zwykle od kilku do kilkudziesięciu metrów) skupienia minerałów, będące efektem procesów metamorficznych, m.in. złoża boksytów, kruszców cynkowo-ołowiowych,

soczewkowe, nazwa pochodzi od kształtu zloża przypominającego soczewkę: kształ spłaszczony, utworzone w wyniku nierównomiernej sedymentacji i w trakcie ruchów tektonicznych, np. złoża rud,

wysadowe, występujące w kształcie pni lub słupów, powstałe pierwotnie jako złoża osadowe, lecz wskutek ruchów mas skalnych wypiętrzone ku górze, np. wysady solne,

rozsypiskowe (okruchowe), tworzące się najczęściej wskutek koncentracji minerałów ciężkich, wysegregowanych przez prądy wody, m.in. metale szlachetne występujące w piaskach zwanych złotonośnymi, platynonośnymi, diamentonośnymi itp.

Konkrecja – agregat mineralny powstały wskutek stopniowego narastania minerałów wokół jakiegoś obiektu w skale. Obiektem tym może być otoczak jakiejś skały, skamieniałość lub nawet ziarenko piasku. Przyrastanie odbywa się zawsze od środka (jądra konkrecji) na zewnątrz, co różni konkrecję od sekrecji.

Jest to rodzaj agregatu krystalicznego; skupienie minerałów o kształcie zazwyczaj kulistym, elipsoidalnym czy soczewkowatym, w obrębie skały osadowej, lecz różniące się od niej składem chemicznym i budową. Konkrecja może osiągnąć różne rozmiary – od kilku milimetrów do kilku metrów. Często odznacza się budową warstwową.

Diageneza konkrecji jest różna: może powstawać jednocześnie z otaczającym go osadem lub po jego sedymentacji.

Przykładami konkrecji są m.in.:

• krzemienie występujące w skałach wapiennych,

• fosforyty w utworach piaszczystych, ilastych

6. Czym zajmuje się geostatystyka.

Geostatyka zajmuje się statystycznymi metodami określania zmienności parametrów (np. złóż surowców mineralnych).

Stosowana współcześnie w wielu dziedzinach nauki i techniki.

7. Geofizyczne metody badawcze-wymienić.

- Metoda georadarowa

- Sejsmometria,

- Grawimetria

- Magnetometria

- Metody geoelektryczne

- Geofizyka otworowa

8. Zadania geodety górniczego

- rozpoznawać i dokumentować zjawiska wywołujące przekształcenia górotworu i powierzchni terenu (mapy)

- badać te zjawiska i procesy (pomiary deformacji i przemieszczeń)

- przewidywać skutki deformacji (prognozy, modelowanie)

- oceniać zagrożenia na powierzchni terenu (ocena ryzyka)

- zapobiegać skutkom przekształceń (profilaktyka górnicza i budowlana)

9. Czynniki wpływające na deformacje powierzchni terenu

Na wielkość deformacji wpływ mają:

1. kształt i wielkość pola eksploatacyjnego (duża parcela – wygładzenie, wypłaszczenie dna niecki obniżeniowej, mała parcela – okrągłe dno)

2. czas ujawnienia się wszystkich wpływów

3. głębokość eksploatacji (mała głębokość – duży zasięg wpływów)

4. miąższość wybieranej warstwy złoża

5. system eksploatacji

6. likwidacja pustki poeksploatacyjnej

7. typ skał w nadkładzie (skały słabe np. łupki, skały mocne np. piaskowce)

8. miąższość nadkładu trzecio- i czwartorzędowego

9. ukształtowanie powierzchni terenu

10. tektonika górotworu

11. zawodnienie górotworu

10. Zasady projektowania pomiarów przemieszczeń powierzchni terenu

Przemieszczenia mogą być mierzone różnymi metodami:

- GPS (współrzędne płaskie XY)

- tachimetria (współrzędne przestrzenne XYH)

- niwelacja (H)

- pomiary długości

i w zależności od wyboru metody, pomiary mogą być różnie projektowane.

Ogólne zasady lokalizacji punktów pomiarowych:

a) w miejscach charakterystycznych w polu przemieszczeń (centrum niecki obniżeniowej, rejony krawędzi eksploatacji, rejony zasięgu wpływów, rejony maksymalnych naprężeń) – mogą to być linie pomiarowe oraz punkty rozproszone na terenie eksploatacji

b) w pobliżu zagrożonych obiektów (linie pomiarowe wzdłuż dróg, rozety na terenach mocno zabudowanych, repery fundamentowe na budynkach) – na terenie miast

UWAGA! Do odpowiedzi na to pytanie można dopisać również odpowiedzi na pytania nr 11, 12 oraz 29.

11. Jak powinny być nawiązane pomiary przemieszczeń

- nawiązanie poza granicami pola przemieszczeń – na terenach górniczych nie mamy stabilności punktów, dlatego powinno się wyjść z nawiązaniami poza granice terenu górniczego

- nawiązanie wysokościowe do reperów umieszczonych na podszybiach szybów chronionych filarami ochronnymi.

12. Jak często powinny być prowadzone pomiary przemieszczeń

Pomiędzy kolejnymi cyklami pomiarowymi powinno się przyjmować stałe interwały. Częstotliwość cykli powinna być dostosowana do prędkości eksploatacji i do dynamiki deformacji górotworu.

- 2 tygodnie do 3 miesięcy – dla znacznej dynamiki rozwoju przemieszczeń (kilkadziesiąt mm/dobę), głównie przy eksploatacji zawałowej węgla

- 0,5 roku do 1 roku – niewielka dynamika rozwoju przemieszczeń (kilka mm/dobę) głównie przy eksploatacji podsadzkowej, eksploatacji rud miedzi

- co rok mogą być poddawane pomiarom tereny objęte eksploatacją soli

13. Jak osiada teren w czasie - proszę narysować wykres

Charakterystyka faz:

Faza A – jest nazywana inicjalną, obserwowana gdy eksploatacja się rozpoczęła, ale czoło eksploatacji znajduje się w dużej odległości od badanego punktu, osiadania są niewielkie (5% osiadań maksymalnych) i niezbyt szybkie.

Faza B – jest nazywana fazą ruchów zasadniczych, obserwowana gdy eksploatacja przebiega tuż przed, dokładnie pod i tuż za punktem, osiadania są duże i gwałtowne (dochodzą do 85% osiadań maksymalnych).

Faza C – jest nazywana fazą ruchów zanikających, obserwowana gdy eksploatacja oddala się od badanego punktu, osiadania stają się wolniejsze i powoli osiągają maksimum.

14. Jakie są charakterystyczne rejony w polu przemieszczeń

a) centrum niecki obniżeniowej

b) rejony krawędzi eksploatacji

c) rejon zasięgu wpływów

d) rejony maksymalnych naprężeń

15. Przemieszczenie względne (wektor)-zmiana położenia punktów w określonym interwale czasu (bez zmiany kształtu obiektu); W interpretacji geometrycznej to translacje i obroty(rotacje); względne - wyznaczane w odniesieniu do punktów układu związanego z badanym obiektem;

15. Przemieszczenie bezwzględne- j.w. , bezwzględne-wyznaczane w układach odniesienia, spełniających kryterium stałości.

u = x_j − x₀

v = y_j − y₀

x₀, y₀ − wsp.pkt podczas pomiaru zerowego

x_j, y_j − wyp.pkt podczas pomiaru w j − tej serii

$$u_{\max} = \sqrt{u^{2} + v^{2}}$$

$$\varphi_{\max} = \text{arctg}(\frac{v}{u})$$

15. Odkształcenie– tensor; zmiana wzajemnego położenia punktów w określonym interwale czasu, wynika ze zmiany kształtu. W ocenie geometrycznej to zmiana skali, skręcenie, wyboczenie, ugięcie.

$${\varepsilon\left( x \right)}^{\text{def}} \approx \frac{\text{δu}(x)}{\text{δx}}$$

15. Odkształcenie liniowe l = >l₀

$$\mathbf{\varepsilon}\mathbf{=}\frac{\mathbf{l -}\mathbf{l}_{\mathbf{0}}}{\mathbf{l}_{\mathbf{0}}}$$

15. Tensor odkształceń:

(uogólnienie pojęcia wektora; wielkość, której własności pozostają identyczne niezależnie od wybranego układu współrzędnych.)

Tensor odkształceń składa się z dwóch macierzy: symetrycznej(translacji) i antysymetrycznej(rotacji)

ε_x,  ε_y, ε_z - odkształcenia liniowe

$\frac{\gamma_{\text{xy}}}{2},\ \frac{\gamma_{\text{xz}}}{2}$ itd.- odkształcenia postaciowe

15. odkształcenia główne- odkształcenia maksymalne i minimalne

$$\varepsilon_{\text{Max}/\text{Min}} = \frac{\varepsilon_{\text{xx} +}\varepsilon_{\text{yy}}}{2} \pm \sqrt{{(\frac{\varepsilon_{\text{xx} +}\varepsilon_{\text{yy}}}{2})}^{2} + \gamma_{\text{xy}}^{2}}$$

kąt między kierunkiem osi "x" układu odniesienia a kierunkiem odkształcenia ε_Max wyznacza się ze wzoru

$$\text{tgα}_{\text{Max}} = \frac{- \gamma_{\text{xy}}}{2(\varepsilon_{\text{yy}} - \varepsilon_{\text{Max}})}$$

$$\text{tgα}_{\text{Min}} = \frac{- \gamma_{\text{xy}}}{2(\varepsilon_{\text{yy}} - \varepsilon_{\text{Min}})}$$

15. odkształcenie kierunkowe – wartość odkształcenia liniowego pod zadanym kątem φ

ε_y = ε_xxcos²φ + 2γ_xysinφcosφ + ε_yysin²φ

ν = ε_xx + ε_yy + ε_zz stale dla danego procesu przy dowolnym 

ukladzie wspolrzednych

Ad.22

- przemieszczenie pionowe (obniżenie, osiadanie) w [m]

- przemieszczenie poziome (przesunięcie) ux, uy [m], [mm]

- nachylenie T [mm/m]

- krzywizna K [1/km]

- odkształcenie E [mm/m]

Ad.23

Nachylenie (tilit)

[mm/m]

df

T(x)

Ti,i+1=, N-seria następna

Ad.24

Krzywizna (curvature)

[1/km]

df

K(x)

Ki,i+2 =

Ad.25

Dobór metodyki pomiarowej przy planowaniu pomiarów deformacji pow. terenu – podstawowa zasada

Po identyfikacji obiektu należy dobierać metodykę pomiaru adekwatną do celu pomiaru.

Powierzchnia terenu:

- geodezyjne (linie pomiarowe i punkty rozproszone) i teledetekcyjne pomiary przemieszczeń

Obiekty na powierzchni terenu:

-niwelacja reperów

-pomiary deformacji

Tyle było na ten temat na slajdach, szukałam tej podstawowej zasady ale za bardzo nic nie znalazłam, także proszę Was zajrzyjcie jeszcze do swoich notatek może coś macie na ten temat – wykład nr 5

Ad.26

Teledetekcyjne metody pomiarów ruchów powierzchni terenu

Np.

LIDAR - lotniczy skaning laserowy, jest jedną z najnowocześniejszych technik pozyskiwania danych dla numerycznego modelu terenu.

Wśród zalet oferowanych systemów

• Niezależność od warunków oświetlenia,

• Znaczną niezależność od pogody z wyjątkiem mgły i dużego zachmurzenia,

• Wysoką dokładność 0.15-,

• Krótki czas opracowania danych i niewysoki koszt.

Wadami są:

• Pochłanianie impulsów laserowych przez chmury, mgłę, wodę, asfalt i smołę,

• Dużą objętość zbiorów danych.

W trakcie przelotu rejestruje się prostokątny pas terenu w płaszczyźnie poprzecznej do kierunku lotu. Wyznaczanie powierzchni terenu wykonuje się z samolotu o znanej pozycji, wyznaczonej przez GPS i INS . Stosuje się dwa rodzaje systemów laserowych:

• Dużo częściej wykorzystywany laser impulsowy, w którym do obliczenia odległości, mierzony jest czas pomiędzy wysłaniem a odbiorem impulsu laserowego. Kolejny impuls jest wysyłany po odbiorze poprzedniego.

• Laser CW (continuous wave) o ciągłej emisji światła, w których mierzone są różnice faz pomiędzy impulsem wysłanym i odbieranym.

InSAR

Satelitarna Interferometria Radarowa InSAR stanowi w ostatnich latach jedną z

najnowocześniejszych metod pozyskiwania informacji o terenie na obszarze wielu tysięcy km2 w jednym czasie. W dziedzinie Ochrony Terenów Górniczych technikę tę zastosowano do monitoringu oraz prognozowania dynamiki pionowych zmian powierzchni terenu pod wpływem realizowanej eksploatacji górniczej. Główną zaletę metody stanowi powierzchniowy (a nie jak dotychczas punktowy) charakter pozyskiwanych danych.

W dziedzinie ochrony terenów górniczych istotną własnością radarogramów jest informacja o różnicach fazy fal odbitych w różnym czasie z tego samego obszaru. Zmiana fazy sygnału na radarogramie o pełny cykl 360 stopni jest określona przez długość fali radarowej, która w przypadku wymienionych wcześniej satelitów wynosi . Posiadając dwa radarogramy wykonane w różnym czasie można następnie określić wartość fazy o jakie różnią się te dwa sygnały.
Otrzymany na tej drodze obraz przedstawia zmiany wysokościowe powierzchni terenu w postaci obrazu interferometrycznego, w którym zmiana fazy o pełny cykl 360 stopni odzwierciedla różnicę wysokości powierzchni terenu o wartość ok. , jaka powstała w czasie pomiędzy wykonaniem kolejnych radarogramów. Ze względu na kąt padania fali radarowych trzeba uwzględnić poprawkę - zanotowanemu obniżeniu równemu mierzonemu wzdłuż kierunku padania fali Ziemia-satelita odpowiada obniżenie powierzchni odbijającej o w kierunku pionowym

Ad.27

Pomiary przemieszczeń budynków i budowli

Budynki:

- repery fundamentowe

- pochyłomierze

Budowle:

- repery

- punkty kontrolne (np. zapory wodne)

- punkty obserwacyjne

Ad.28

- niwelacja (precyzyjna, techniczna) – Z

- pomiary GPS – X, Y, Z

- pomiary długości między punktami obserwacyjnymi - d

PYTANIA OD 29 do 35

29. Projekt linii pomiarowych – zasady.

• Linia ma być prostopadła do krawędzi pola eksploatacyjnego

• Końce linii powinny być poza przewidywanym zasięgiem wpływów eksploatacji

• Punkty pomiarowe równooddalone od sąsiednich punktów

• Usytuowanie linii pomiarowych: w miastach wzdłuż ulic, na pasach zieleni; na terenach rolnych wzdłuż miedz, dróg polnych

• Gdy złoże jest nachylone powinno się wydłużyć linię o wartość gdzie to kąt upadu

30. W jakich sytuacjach i dlaczego korzystne jest projektowanie i zakładanie rozet

pomiarowych?

Rozety lokalizuje się w pobliżu szczególnie chronionych obiektów np. zabytkowych kościołów lub obiektów użyteczności publicznej. Dzięki nim jesteśmy w stanie pomierzyć odkształcenia i nachylenia w każdym kierunku.

Typy rozet: prostokątne; delta, tworząca trójkąt równoboczny; gwiaździsta.

31. Etapy opracowania wyników pomiarów deformacji.

• Wyrównanie wyników pomiarów i obliczenie współrzędnych punktów

(Warto tuż po wykonaniu pomiarów przeprowadzić wstępną kontrolę poprawności materiału pomiarowego czyli: dokonać identyfikacji błędów grubych, dokonać identyfikacji obserwacji odstających, przeprowadzić analizę dokładnościową wykonanych pomiarów)

• Obliczenie wartości wskaźników deformacji (w, T, K, u, )

• Wizualizacja wyników

( Przy sporządzaniu zestawień liczbowych i graficznych trzeba pamiętać o uwzględnieniu jednostek, znaku: przemieszczenia i odkształcenia, kierunku: względem osi głównych obiektu, szczególnie dotyczy to wartości maksymalnych)

• Wnioskowanie i zalecenia

32. Co to znaczy, że wyznaczone przemieszczenie jest „istotne” z punktu widzenia

dokładności pomiaru?

Ocena istotności dotyczy wartości przemieszczeń w odniesieniu do dokładności pomiaru.

Sprawdzamy kryterium istotności:

gdzie to współczynnik istotności, a to poziom istotności

	0.050	0.010	0.005
	2.0	2.5	3.0

Jeśli z kryterium istotności jest spełnione to przemieszczenia są nieistotne, jeśli kryterium istotności jest fałszywe przemieszczenia są istotne.

33. Założenia modelu Batkiewicza.

• Ośrodek kruchy, zbudowany z bloków, pomiędzy którymi są szczeliny

• Bloki przemieszczają się w kierunku pustki, bez zmiany kształtu bloków

• Zmiana relacji między blokami następuje na szczelinach

• Zmiany długości (wydłużenie względne) baz pomiarowych SA wynikiem zmian szerokości szczelin „s”

34. Scharakteryzować parametry rozproszenia losowego wskaźników deformacji.

Odchylenie standardowe:

Współczynnik zmienności:

W zależności od charakteru obiektu należy brać pod uwagę rozproszenie losowe wskaźników deformacji przy ocenie zagrożenia, przedtem wyznaczyć należy jednak parametry rozproszenia losowego dla lokalnych warunków.

Rozważania o losowości procesu deformacji dają świadomość że wskaźniki deformacji określone z pomiarów mogą wykazywać także wartości „odstające”, zatem jeśli potrafimy prognozować wartość wskaźników deformacji, to rzeczywiste deformacje tez mogą wykazywać odstępstwa, a to już będzie zagrożeniem dla obiektów znajdujących się na powierzchni terenu.

35. Podział przekształceń powierzchni ze względu na przyczynę.

Przyczyny przekształceń:

1. bezpośrednie

   • deformacje ciągłe

   • deformacje nieciągłe

   • wstrząsy górnicze

2. pośrednie

• Zawodnienia i osuszenia

• Wymycia i wyługowania

• Odwodnienie górotworu

36. Założenia metody Schmitza i prognozy obniżeń wg tej metody.

Główne założenia:

- eksploatowanie złoże ma kształt koła o polu Fmax

- znamy kat załamania który wyznacza w złożu wielkość pola

Prognoza obniżeń:

Gdzie g- miąższość złoża

a- współczynnik eksploatacji

c- współczynnik czasu- określa czas kiedy pojawi się max obniżenie

F- pole cząstkowe

37. Znaczenie parametrów kąta załamania w metodzie Schmitza.

Parametr kata załamanie określa wielkość pola eksploatowanego złoża:

- duży kąt załamania wyznacza małe pole - mały kąt załamania wyznacza duże pole

38. Założenia metody Keinhorsta i prognozowanie obniżeń

Założenia:

- pola eksploatacyjne mają kształt nieregularny znajdują się w granicach 2 stref, wyznaczanych przez kąt załamania warstw i kąt graniczny

- oddzielna eksploatacja dla każdej strefy

	-kat załamania warstw (70°) wyznacza pole F1-strefa wewnętrzna od której pochodzi 2/3 wpływów - kat graniczny (53°) wyznacza pole F2-strefa zewnętrzna od której pochodzi 1/3 wpływów Prognoza obniżeń:

39. Funkcja wpływów teorii Knothego i jej parametryzacja.

W wyniku wielu analizy obserwacji niecek obniżeniowych otrzymano następujące wniosek iż pochodna profilu niecki obniżeniowej może być opisana funkcją Gaussa (rozkład normalny)

Funkcja wpływów ma postać:

Parametryzacja:

	Porównując funkcję Gaussa z polem trójkąta otrzymujemy Zatem funkcja Knothego ma postać:

40. Znaczenie parametrów teorii Knothego.

Do parametrów Knothego zaliczamy:

r - parametr rozproszenia wpływów (promień zasięgu wpływów głównych)

a – współczynnik eksploatacji

Wartość współczynnika a jest bardzo istotna ponieważ określa sposób wypełnienia pustki poeksploatacyjnej. Przyjmuje on wartości z przedziału około 0,02-1,

Jeżeli a przyjmuje wartość 1 to objętość niecki obniżeniowej jest równa objętości wybranego złoża, wtedy powstają największe możliwe zniekształcenia na powierzchni terenu, wartość taką osiąga się w przypadku gdy nie wypełniamy pustki po złożu tylko stosujemy eksploatacje na zawał.

W celu zmniejszenia osiadań na powierzchni należy wypełniać wybrana przestrzeń:

- kamieniem

- stosować podsadzkę hydrauliczna

Promień rozproszenia wpływów jest bardzo istotny zależy on głównie od głębokości zalegania złoża. Im mniejsza jest głębokość tym mniejszy zasięg wpływów- niecka obniżeniowa bardziej stroma.

41. Metody wyznaczania „a”.

Przy wyznaczeniu współczynnika eksploatacji i kąta zasięgu wpływów szkodliwych wykorzystano metodę Knothego Budryka. W metodzie tej określenie powyższych współczynników jest jednoznaczne z określeniem odpowiednich właściwości całego górotworu. Metoda w istotny sposób ułatwia późniejszą ocenę stopnia deformacji jakie mogą pojawić się w górotworze podczas eksploatacji złóż i w odpowiednich okresach po jej zakończeniu, a także określić zagrożenia jakie czekają na powierzchni terenu na istniejące obiekty budowlane.

Współczynnik eksploatacji a z wykorzystaniem metody Knothego Budryka wyznacza się za pomocą następujących wzorów:

1) wzór ten stosujemy:

- dla dużych pól eksploatacyjnych z płaskim dnem dla obniżeń (aby osiadania uzyskiwały maksymalną wartość w kilku punktach

- niewielka zmienność miąższości eksploatowanego złoża

- czas (aby ostatni pomiar dotyczył statycznego terenu na którym już nie wystąpią osiadania związane z ta eksploatacją

2) gdzie - objętość niecki

- objętość wyeksploatowanego złoża

Warunki:

- odpowiednia liczba obserwacji do wyznaczenie objętości niecki (np. za pomocą interferometrii radarowej

- czas

Wartość tego współczynnika jest bardzo istotna ponieważ określa sposób wypełnienia pustki poeksploatacyjnej.

42. Metody wyznaczania „tgβ”.

- Kąt zasięgu wpływów głównych, tj. kąt wyznaczający zasięg wpływów do wartości osiadań 0,61% Wmax od krawędzi eksploatacji

gdzie: H- głębokość zalegania złoża r - parametr rozproszenia wpływów (promień zasięgu wpływów głównych)

Warunki:

- Linia pomiarowa musi przebiegać prostopadle do krawędzi pola aby Tmax lin dla linii było równoznaczne z Tmax dla pola eksploatacyjnego;

- Obniżenia pomierzone powinny odpowiadać ustabilizowanemu stanowi deformacji (statycznemu)

43. Założenia teorii Knothego

- dla poziomo zalegających pól eksploatacyjnych

- dla eksploatacji podsadzkowej

- dla eksploatacji stosunkowo płytkich (300-400m)

wzory na wskaźniki deformacji w teorii Knothego:

44. Jakie są warunki optymalne dla poprawnego wyznaczania parametrów teorii.

- pokłady węgla

- płytkie zaleganie złoża (do )

- pokłady poziome (do 10^o)

- niezaburzona tektonika

- jedna parcela

- stany ustalone niecki

- górotwór nieściśliwy i jednorodny

Warunki te są nieadekwatne do współczesnych warunków.

45. Teoretyczne przebiegi wskaźników deformacji nad krawędzią eksploatacji (małe

pole).

46. Teoretyczne przebiegi wskaźników deformacji nad krawędzią eksploatacji (duże pole)

47. Maksymalne wartości wskaźników deformacji.

48. Rzeczywiste przebiegi wskaźników deformacji w rejonie krawędzi.

- profil niesymetryczny β > β’

- nad krawędzią w < 0,5w_max

- K i ε osiągają większe wartości nad eksploatacją

- na zewnątrz wpływy o większym zasięgu, ale nieszkodliwe

49. Podać interpretację i genezę współczynnika przemieszczeń poziomych B.

Teoria Knothego opisuje tylko przemieszczenia pionowe i ich pochodne (T i K). Skłądowe poziome przemieszczeń u, v prognozuje się wykorzystując tzw. założenie Awierszyna:

B- parametr przemieszczeń poziomych [m]

Dzięki przyjęciu założenia Awierszyna możemy z nachyleń wyliczać przemieszczenia

poziome, a z krzywizn – odkształcenia:

wg Awierszyna B to odległość od powierzchni tzw. osi obojętnej czyli poziomu w górotworze, od którego zanikają ruchy poziome

Ale zgodnie z tą koncepcją zbyt duże były wartości odkształceń poziomych w stosunku do wyników obserwacji geodezyjnych:

ε_max = 0,8 • T_max

w rzeczywistości: ε_max = 0,6• T_max

dlatego skorygowano wartość B:

Współczynnik B ostatecznie został więc wyznaczony na podstawie pomiarów geodezyjnych dla maksymalnych wartości wskaźników deformacji.

• B jest to parametr charakteryzujący warunki górotworu w danym rejonie eksploatacji i należy go wyznaczać podobnie jak parametry a oraz r

• Dla średnich warunków Górnego Śląska przyjmuje się często (za Popiołkiem i Ostrowskim) wartość:

B = 0,32• r

• Obecnie wyznaczane wartości B wynoszą od 0,22 r do 0,35r (w rejonie LGOM wyznaczone przez Hejmanowskiego, Kwintę).

• Konsekwencją tego jest zależność między maksymalnymi nachyleniami a odkształceniami:

0,3 • T_max ≤ ε_max ≤ 0,5 • T_max

Ad. 57.

Cele prognozowania deformacji w górotworze:

• Określenie zagrożenia górotworu i obiektów pod ziemią ze względu na: ciśnienie górotworu (deformacje, wstrząsy) i wody podziemne (zalanie wyrobisk)

• Projektowanie eksploatacji z minimalnym oddziaływaniem geomechanicznym na obiekty w górotworze:

1. działania ograniczające zasięg wpływów

2. działania ograniczające wielkość deformacji

3. zabezpieczenie obiektów ze względu na skutki eksploatacji

Wskaźniki deformacji istotne w górotworze:

• obniżenie w w=w(x,z)

• wychylenie (szybu) u_z u_z=u(x,r_z)

• odkształcenie pionowe

• krzywizna pionowa K_z

Ad. 58

Promien rozproszenia wpływów w górotworze

Rozproszenie wskaźników w górotworze dla różnych współczynników n:

Wyniki badan modelowych i pomiarów w szybach wskazują na wartości n mniejsze od 1:

Ad. 59.

Teren chroniony i filar ochronny

Teren chroniony wyznacza się na powierzchni terenu, w celu określenia obszaru, na którym powinny być podjęte działania zapobiegające negatywnym skutkom eksploatacji prognozowanym na podstawie wskaźników deformacji.

Filary ochronne

• są wyznaczane w złożu pod ziemią

• zakłada się celem ochrony terenów chronionych, tzn. mają ograniczyć wpływ deformacji na teren chroniony w zakresie danej kategorii

• przeważnie nie wykluczają eksploatacji wewnątrz, ale ją ograniczają

• def. W oparciu o „Prawo geologiczne i górnicze”

F. o. to obszar w granicach którego ze względu na ochronę oznaczonych dóbr wydobywanie kopalin nie może być prowadzone, albo może być dozwolone tylko w sposób zapewniający ochronę tych dóbr.

• przykład: filary szybowe mające na celu odsunięcie eksploatacji, tak aby jej zasięg wpływów ograniczał deformację obiektu chronionego

Ad. 60

Istotne cechy form deformacji nieciągłych- lejów (d. powierzchniowe) i szczelin (d. liniowe):

• są to makroskopowo stwierdzalne zmiany powierzchni terenu

• są powodowane przez:

- stare, płytkie kopalnictwo,

- budowę geologiczną górotwóru (tektonika, stratygrafia),

- likwidacja kopalni przez zalanie,

- przyczyny naturalne (migracja wody, pożary podziemne, wpływ czasu),

- obciążenie techniczne powierzchni,

- bieżąca eksploatacja (duże prędkości, przerwy, kumulacja krawędzi).

• rejony występowania:

- leje – obszary płytkiej, zawałowej eksploatacji górniczej oraz aktywacji starych szybów i szybików

- szczeliny- strefy uskokowe i pojedyncze uskoki, obszary wychodni warstw (pokładów eksploatowanych) i skumulowania krawędzi frontów

• budowa:

Ad. 61

Klasyfikacja deformacji nieciągłych:

• deformacje antropogeniczne - związane z działalnością człowieka

• deformacje naturalne- wywołane siłami przyrody bez udziału człowieka (ruchy tektoniczne, osuwiskowe, procesy krasowe i erozja)

Formy:

Ad. 62

Ad. 63

Przebieg procesu deformacji w czasie – wyniki obserwacji geodezyjnych.

64. FUNKCJA CZASU KNOTHEGO

- Eksploatacja natychmiastowa pod punktem

- Analizujemy prędkość osiadania punktu

Przy założeniu, Że t = 0, w = 0 i V = 

c – globalny współczynnik czasu

65. PARAMETRY CZASU W MODELU DWUSTOPNIOWYM

66. WPŁYW PRĘDKOSCI EKSPLOATACJI I PRZERW NA DEFORMACJE POWIERZCHNI

• WPŁYW PRĘDKOŚCI

Prędkość osiadania punktu w chwili t jest wprost proporcjonalna do nachylenia w chwili t, a współczynnikiem proporcjonalności jest prędkość eksploatacji

• WPŁYW PRZERW

67. ZALECENIA PRZY DUŻYCH PRĘDKOŚCIACH PRAC INŻYNIERYJNYCH

Zalecenia praktyczne:

_ Dla każdego projektowanego wyrobiska ścianowego należy indywidualnie określać

optymalną prędkość eksploatacji

_ Eksploatacja prowadzona równomiernie zapewnia bezpieczeństwo obiektów i spadek zagrożenia wstrząsowego

68. HIPOCENTRUM I EPICENTRUM WSTRZĄSU

Miejsce pod powierzchnią ziemi, z którego rozchodzą się fale sejsmiczne nazywamy hipocentrum (ogniskiem trzęsienia). Hipocentrum może znajdować się w skorupie ziemskiej lub w płaszczu górnym ( do głębokości około 700 km).

Miejsce na powierzchni ziemi położone bezpośrednio nad hipocentrum nazywamy epicentrum. Do epicentrum fale sejsmiczne docierają najszybciej, a wstrząsy są najsilniejsze.

69. RYZYKO SEJSMICZNE

Ryzyko sejsmiczne= Zagrożenie sejsmiczne * wrażliwość * ekspozycja * koszty

Zagrożenie sejsmiczne - prawdopodobieństwo wystąpienia wstrząsu gruntu w danym rejonie na wskutek trzęsienia ziemi bądź wstrząsu indukowanego

70. Parametry wstrząsów – charakterystyka.

1) Intensywność

-magnituda M

M = log()

A - amplituda

T - okres drgań

- energia sejsmiczna E (do 1010J)

- prędkość fali v [m/s]

- przyspieszenie a [mm/s²]

2)Częstotliwość drgań [Hz] - (1÷30 Hz).

3)Zasięg (>100km).

4)Czas trwania drgań (1÷8 s).

71. Od czego zależy możliwość wystąpienia wstrząsu gorniczego w warunkach

eksploatacji złoż?

-parametry prowadzonej eksploatacji górniczej (H, g warstw, resztki);

-regionalne pole naprężeń;

-układ tektoniczny;

-amplifikacja wstrząsu.

72. Skale sejsmiczne.

SKALA RICHTERA

Stopnie	Opis
3,0 ÷ 3,9	słabe
4,0 ÷ 4,9	dość silne
5,0 ÷ 5,9	silne i bardzo silne
6,0 ÷ 6,9	burzące
7,0 ÷ 7,9	o światowym zasięgu
> 8,0	katastrofa sejsmiczna

SKALA MSK-64

Skala wyróżnia oddziaływanie drgań na:

-ludzi i ich bezpośrednie otoczenie,

-obiekty budowlane,

-przyrodę

III. Słabe

-drgania odczuwają niektórzy ludzie przebywający wewnątrz budynków, na zewnątrz tylko w szczególnych okolicznościach. Uważny obserwator może zauważyć lekkie drgania wiszących przedmiotów, nieco silniejsze na wyższych piętrach.

-brak oddziaływań

IV.Mierne (w większości obserwowalne)

-drgania są odczuwane przez większość osób przebywających wewnątrz budynków i przez nieliczne osoby znajdujące się na zewnątrz budynków. Wstrząs może obudzić niektórych śpiących. Nie wywołuje on strachu. Okna, drzwi, naczynia mogą brzękać i dzwonić, meble drżeć. Wiszące przedmioty lekko się wahają. Wstrząs może być odczuty w stojących samochodach.

-brak oddziaływań

V. Dość silne

-Wstrząs jest odczuty przez większość osób wewnątrz budynków i wielu na zewnątrz. Wielu śpiących się budzi. Całe budynki lekko drżą. Wolno wiszące przedmioty wyraźnie się wahają, a mniej stabilne przedmioty mogą się przesuwać. Otwarte okna i drzwi mogą się zamykać i otwierać.

-Możliwe są lekkie uszkodzenia niekonsrukcyjne (drobne rysy w tynkach, odpadanie jego małych kawałków),ale tylko w najmniej odpornej grupie A budowli.

-W sporadycznych przypadkach może się zmienić wydajność źródeł wody.

VI. Silne (lekkie uszkodzenia)

-Wstrząs jest odczuty wyraźnie przez większość osób wewnątrz i na zewnątrz budynków. Osoby przestraszone mogą wybiegać na zewnątrz budynków. W pewnych przypadkach mogą się stłuc naczynia i szkło, a książki spadać z pólek. Również obserwuje się przesunięcia mebli.

-W nielicznych obiektach o średniej odporności (grupa B) i w wielu z grupy najsłabszej (grupa A) mogą zaistnieć lekkie uszkodzenia, a w grupie obiektów A ponadto nieliczne uszkodzenia w stopniu średnim (niewielkie pęknięcia murów, odpadanie płatów wyprawy, spadanie dachówek, zarysowanie się kominów dymowych).

-W nielicznych przypadkach mogą występować szczeliny w wilgotnym gruncie a w terenach górskich możliwe są osuwiska. Obserwowane są zmiany wydajności źródeł i poziomu wody w studniach.

VII. Bardzo silne (szkody w budynkach)

-większość osób jest przestraszona i wybiega na zewnątrz budynków. Drgania są zauważalne przez osoby jadące samochodami. Mogą powstawać znaczne szkody wewnątrz mieszkali w skutek gwałtownego przesuwania się lub rozbijania ciężkich przedmiotów.

-w wielu najbardziej odpornych budynkach (grupa C) mogą zaistnieć lekkie uszkodzenia, a w budynkach o średniej odporności (grupa B) średnie uszkodzenia. Najmniej odporne budowle (grupa A) mogą ulec licznym uszkodzeniom dużym (głębokie i szerokie pęknięcia murów, zawalenie się wolnostojących kominów) oraz w pojedynczych przypadkach uszkodzeniom typu zniszczeń lokalnych (duże pęknięcia murów, zawalanie się części budynku).

-wody w zbiornikach tworzą fale powodujące zmącenie szlamu. Źródła mogą zmienić poziom wody oraz swoją wydajność. W pojedynczych przypadkach odnawiają się źródła wyschnięte a czynne zanikają. Obserwowane są nieliczne przypadki osunięć stromych zboczy, brzegów rzek, nasypów dróg, pęknięcia jezdni drogowych. Mogą mieć miejsce naruszenia szczelności rurociągów.

SKALA GSI – 2004

MAPY MAKSYMALNYCH PRZYSPIESZEŃ

73. Teren górniczy - definicja.

Teren górniczy - jest to przestrzeń objęta przewidywanymi szkodliwymi wpływami robót

górniczych zakładu górniczego

74. Obszar górniczy - definicja.

Obszar górniczy – tereny podlegające eksploatacji kopaliny (nadawany w ramach koncesji na wydobywanie złoża)

75. Czynniki uwzględniane i kryteria przy wyznaczaniu terenu górniczego w górnictwie głębinowym.

Kryteria szkodliwych wpływów eksploatacji:

-dla deformacji ciągłych:

e_max ≥ 0,3 mm/m

T_max ≥ 0,5 mm/m

-dla wstrząsów górniczych:

a ≥ 250 mm/s2 v ≥ 10 mm/s (LGOM)

a ≥ 150 mm/s2 v ≥ 5 mm/s (GZW)

-dla deformacji nieciągłych – rozszerza się teren górniczy o obwiednię prawdopodobnej strefy deformacji nieciągłych

76. Czynniki uwzględniane i kryteria przy wyznaczaniu terenu górniczego w górnictwie odkrywkowym.

-zasięg drgań gruntu, powodowany robotami strzałowymi oraz ruchem maszyn i

urządzeń,

-zasięg rozrzutu odłamków skalnych przy prowadzeniu robot strzałowych,

-zasięg oddziaływania uderzeniowej fali powietrznej, pochodzącej od robot

strzałowych,

-zasięg oddziaływania dźwiękowej fali powietrznej, pochodzącej od robot

strzałowych oraz ruchu maszyn i urządzeń,

-zasięg naruszenia naturalnych warunków wodnych spowodowanych ruchem zakładu

górniczego,

-oddziaływania szkodliwych stałych i lotnych substancji mineralnych powstałych w

wyniku ruchu zakładu górniczego,

-zasięg stref ochronnych składów materiałów wybuchowych,

-zasięg innych czynników wpływających na przeobrażenie środowiska naturalnego w

obszarze działalności gorniczej (składowanie materiałow łatwopalnych, itp.)