Modelowanie numeryczne pola naprężenia w górotworze naruszonym wielopokładową eksploatacją węgla kamiennego w warunkach silnego zagrożenia sejsmicznego

Przedstawiono numeryczną dwuwymiarową symulację pola naprężenia wytworzonego w wyniku wielopokładowej eksploatacji węgla kamiennego, prowadzonej w trudnych warunkach zagrożenia sejsmicznego, w jednej z kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Obliczono wpływ projektowanej eksploatacji w dwóch wariantach na zmianę pola naprężenia w górotworze. Dokonaną eksploatację symulowano w kolejności chronologicznej, w okresach kwartalnych. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch wybranych przekrojów geologicznych, w przybliżeniu prostopadłych do siebie. Przemieszczenia pionowe w modelu kontrolowano na podstawie wyników pomiarów geodezyjnych obniżenia powierzchni terenu. Obliczenia wykonano w ośrodku sprężysto-plastycznym z kryterium wytrzymałościowym Coulomba-Mohra za pomocą programu FLAC ver. 5.0. Generalnie, analiza numeryczna pokazała, że projektowana eksploatacja w zależności od wariantów w zróżnicowany sposób zmieniła pole naprężeń w analizowanej partii górotworu. Podkreślono, że duży wpływ na kształtowanie się zagrożenia sejsmicznego miały koncentracje naprężeń, zwłaszcza w strefie uskokowej, grubych warstwach skalnych i w rejonie krawędzi eksploatacyjnych.

Numerical simulation of stress field influenced by multi-seam hard coal mining, in difficult geological and mining conditions, in one of the coal mine of Upper Silesian Basin has been presented. The changes of stress field in rock mass, as a result of up to date mining and planned mining in different variants, have been calculated. Simulation has been carried out for two geological cross-sections, perpendicular each other approximately, in direction of N-S and W-E. In the model, vertical displacements have been controlled by results of geodetic measurements of terrain surface subsidence. Calculation has been done in elastic-plastic medium with Mohr-Coulomb criterion with the help FLAC v. 5.0 system. These numerical analysis enables to estimate the influence of planned mining on stress field, and as well seismic threat. Generally, obtained results showed, that planned mining in analyzed variants may cause different stress changes, especially in fault zone, thick geological layers, and close to neighboring seam edges, and finally different seismic threat forming.