Krzysztof JAKIEL, Janusz MADEJ, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Krzysztof JAKIEL, Janusz MADEJ, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków"

Dagmara Jakubowska
5 lat temu
Przeglądów:

1 Mat. Symp. str Krzysztof JAKIEL, Janusz MADEJ, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków Wyniki eksperymentalnych badań mikrograwimetrycznych dla określenia morfologii stropu podłoża serii węglowej i występowania skał trudnourabialnych w KWB Bełchatów Streszczenie W przedstawionej pracy dokonano oceny możliwości wykorzystania badań mikrograwimetrycznych do rozpoznania stref występowania trudnourabialnych skał w nadkładzie złoża węgla brunatnego. Uzyskane wyniki wskazują na przydatność metody mikrograwimetrycznej do identyfikacji stref występowania trudnourabialnych skał. 1. Wstęp i ogólna budowa geologiczna Główna formacja węgli brunatnych w Polsce reprezentowana jest przez lądowe osady miocenu. Wg E. Ciuka wyróżnia się generalnie cztery typy złóż węgla brunatnego. Jeden z tych typów reprezentuje złoże bełchatowskie złoże o charakterze zapadliskowym związane z rowem tektonicznym. To bardzo bogate złoże o znacznej miąższości. W kierunku wschódzachód rozciąga się na około 40 km, a jego szerokość waha się w granicach 2 3 km, głębokość sięga ponad 200 m (Ciuk 1970). OG KWB Bełchatów leży kilkanaście kilometrów na południe od Bełchatowa. Obejmuje od wschodu na zachód pola: Kamieńsk, Bełchatów i Szczerców. Pole Bełchatów liczy 10 pięter eksploatacyjnych o wysokości od 15 do 30 m. Nadkład złoża stanowią osady wieku trzeciorzędowego i czwartorzędowego. Są to mułki, iły i glina zwałowa oraz piaski. Podłoże mezozoiczne złoża węgla brunatnego wykształciło się w postaci wapieni i margli. W trakcie zdejmowania nadkładu prowadzona jest eksploatacja surowców towarzyszących: piasków, iłów, żwirów, kredy jeziornej. Zagrożenie dla bezawaryjnej pracy koparek stanowią występujące w spągu utworów trzeciorzędowych mezozoiczne piaskowce kwarcytowe. Są one trudno-urabialne. Opis geologiczny skał występujących w odkrywce świadczy o znacznym zróżnicowaniu cech tego ośrodka skalnego. Czynnikiem, który również wpływa na własności ośrodka jest jego porowatość i stopień wypełnienia wodą. Ze względu na wieloletnie systematyczne odwadnianie wkopu studniami głębinowymi o rocznej wydajności mln m 3 mamy do czynienia ze skałami o niezbyt zróżnicowanej gęstości objętościowej. Wśród tych skał zdecydowanie najwyższą gęstością charakteryzują się trudno-urabialne piaskowce kwarcytowe. Stąd istnieje możliwość wykrywania ich skupisk między innymi na drodze badań mikrograwimetrycznych. Również teoretycznie metoda ta powinna być przydatna w śledzeniu morfologii podłoża mezozoicznego (Haber i in. 1985; Ney i in. 1988). Zwykle mamy do czynienia z różnicą gęstości utworów trzeciorzędowych i mezozoicznych skał stropowych. 153

2 K. JAKIEL, J. MADEJ, J. RADOMIŃSKI Wyniki eksperymentalnych badań... Oczywiście wcześniejsze wykrycie obecności skał trudnourabialnych metodami geofizycznymi, ich dezintegracja materiałami wybuchowymi, obniżyłoby prawdopodobieństwo uszkodzenia czerpaków koparek. 2. Wyniki badań Eksperymentalne badania mikrograwimetryczne dla określenia morfologii stropu podłoża serii węglowej oraz wskazania rejonów występowania skał trudnourabialnych wykonano na południowym skrzydle rowu bełchatowskiego. Rys Rozkład poprawki topograficznej siły ciężkości KWB Bełchatów poziom IV i V Fig Topographic microgravity correction map of KWB Bełchatów Dwa profile badawcze założono na IV poziomie. Siatkę zdjęcia mikrograwimetrycznego wytyczono na poziomie V. Niżej na poziomie VI wyznaczono dwa profile (rys. 2.1). Pomiary wykonano w układzie lokalnym. Ponieważ obserwacji dokonywano w obszarze o znacznym zróżnicowaniu wysokości należało wyliczyć poprawkę topograficzną siły ciężko- 154

ści. Otrzymane dane o wysokościach terenu w promieniu około 500 m od rejonu badań z kopalnianej sieci GPS pozwoliły wyliczyć rozkład poprawki topograficznej (rys. 2.1).

3 ści. Otrzymane dane o wysokościach terenu w promieniu około 500 m od rejonu badań z kopalnianej sieci GPS pozwoliły wyliczyć rozkład poprawki topograficznej (rys. 2.1). Następnie obserwacje zredukowano do jednego poziomu odniesienia przyjmując gęstość warstwy zredukowanej równą 2, kg m -3. Rys Wyniki badań mikrograwimetrycznych. Rozkład mikroanomalii siły ciężkości w redukcji Bouguera KWB Bełchatów poziom IV i V Fig Bouguer microgravity map of KWB Bełchatów Prezentowany na rysunku 2.2 rozkład mikroanomalii siły ciężkości w redukcji Bouguera charakteryzuje się malejącą wartością pola siły ciężkości w kierunku północnym. Jego amplituda w obrębie zdjęcia wynosi około 5,8 mgala. Obniżenie wartości pola siły ciężkości na północy zdjęcia wiąże się z centrum rowu bełchatowskiego wypełnionego bardzo miąższym, niskogęstościowym węglem brunatnym. Niewielkie zaburzenia rozkładu pola siły ciężkości w obrębie południowej części zdjęcia są związane z niejednorodnościami rozkładu mas w przypowierzchniowych partiach ośrodka skalnego. Strefy tych niejednorodności można zidentyfikować w rozkładzie anomalii siły ciężkości (rys. 2.3). 155

K. JAKIEL, J. MADEJ, J. RADOMIŃSKI Wyniki eksperymentalnych badań... Rys. 2.3. Wyniki badań mikrograwimetrycznych. Rozkład anomalii rezydualnych siły ciężkości.

4 K. JAKIEL, J. MADEJ, J. RADOMIŃSKI Wyniki eksperymentalnych badań... Rys Wyniki badań mikrograwimetrycznych. Rozkład anomalii rezydualnych siły ciężkości. Pole regionalne aproksymowanie wielomianem 2 stopnia. KWB Bełchatów poziom V Fig Residual microgravity anomaly map of KWB Bełchatów Rozkład ten otrzymano po wyeliminowaniu z anomalii siły ciężkości w redukcji Bouguera składowej regionalnej siły ciężkości. Pole regionalne przybliżono wielomianem potęgowym drugiego stopnia. W rozkładzie anomalii rezydualnych siły ciężkości wyróżniają się dwie dodatnie strefy A i B. Strefy te odpowiadają występowaniu przypowierzchniowego ośrodka skalnego o podwyższonej gęstości (nadmiary mas). Są to rejony, w których mamy do czynienia 156

5 z trudnourabialnymi piaskowcami kwarcytowymi. Jednoznaczne określenia parametrów ciał zaburzających skupisk piaskowców kwarcytowych byłoby możliwe na drodze modelowania grawimetrycznego w oparciu o rozkład gęstości objętościowych ośrodka skalnego z wierceń. 3. Wnioski Uzyskane wyniki badań mikrograwimetrycznych wskazują na przydatność metody w rozpoznawaniu stref występowania trudnourabialnych skał w nadkładzie złoża. Natomiast w wyznaczonym rejonie badań nie uzyskano pozytywnego wyniku śledzenia morfologii stropu podłoża serii węglowej. Najprawdopodobniej mamy tu do czynienia z brakiem kontrastu gęstości pomiędzy spągiem utworów trzeciorzędowych a stropem utworów mezozoicznych. Literatura [1] Ciuk E. 1970: Złoża węgla brunatnego, Geologia i surowce mineralne Polski. Biuletyn Jubileuszowy 251 Inst. Geol., Wyd. Geol., Warszawa, [2] Haber M., Koblański A., Szewczyk E., Śliz J. 1985: Interpretacja nieciągłości w podtrzeciorzędowym podłożu złoża węgli brunatnych na przykładzie profilowych badań grawimetrycznych w strefie wkopu udostępniającego KWB Bełchatów. Mat. I Kraj. Konf. Nauk.-Techn. nt: Zastosowanie metod geofizycznych w górnictwie kopalin stałych, Jaworze 6-8 listopad 1985, t. I, Wyd. AGH, Kraków, [3] Ney R., Matl K., Śliz J. 1988: Lokalizacja małych złóż węgla brunatnego metodą mikrograwimetryczną. Problematyka wykorzystania małych złóż węgla brunatnego dla potrzeb gospodarki lokalnej, Wyd. AGH, Kraków, Experimental microgravimetric investigation results in recognition upper surface bed-rock the brown coal morphology and hard rock occurrence in KWB Bełchatów This paper presents the evaluation of the possibilities of microgravimetric investigations in recognition of hard rock in the overburden of brown coal deposits has been undertaken. Microgravimetric method results show that this process is useful to hard rocks identification. Przekazano: 19 kwietnia 2004 r. 157

Podobne dokumenty

Rola mikrograwimetrycznych badań powierzchniowych i pionowego profilowania w ocenie bezpiecznej eksploatacji szybu górniczego

Rola mikrograwimetrycznych badań powierzchniowych i pionowego profilowania w ocenie bezpiecznej eksploatacji szybu górniczego WARSZTATY 3 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Mat. Symp. str. 99 3 8Zbigniew FAJKLEWICZ, Janusz MADEJ, Krzysztof JAKIEL, Sławomir PORZUCEK, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków