WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Materiały Warsztatów str. 395 41 Krystyna STEC Główny Instytut Górnictwa, Katowice Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego 3 lat ciągłej obserwacji przez Górnośląską Regionalną Sieć Sejsmologiczną Streszczenie Systematyczna obserwacja sejsmiczności indukowanej działalnością górniczą kopalń w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym prowadzona jest od lat 5. XX w. przez Główny Instytut Górnictwa. Górnośląska Regionalna Sieć Sejsmologiczna działająca bez przerwy od 1974 roku pełni rolę nadrzędną w stosunku do sieci kopalnianych. Na podstawie uzyskiwanych sejsmogramów w sposób ciągły opracowywany jest bank danych zawierający podstawowe parametry sejsmologiczne wstrząsów górotworu (energia sejsmiczna E 1 5 J) takie jak: data i czas wystąpienia zjawiska, energia wstrząsu, magnituda, nazwa kopalni, współrzędne epicentrum. Bank danych z lat 1974 26 zawiera 65165 wstrząsów o energii E 1 5 J. Dane te wykorzystywane są do badań związanych z szeroko pojętą analizą stanu zagrożenia tąpaniami w kopalniach oraz oceną dynamicznych oddziaływań drgań wywoływanych wstrząsami na powierzchniowe środowisko naturalne w GZW. 1. Wstęp Rejon GZW należy do jednych z najbardziej aktywnych sejsmicznie obszarów górniczych na świecie. Aktywność sejsmiczna mimo prowadzonej działalności górniczej nie występuje na całym obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Epicentra wstrząsów górotworu grupują się w kilku rejonach należących do różnych jednostek strukturalnych charakteryzujących się stosunkowo głębokim zaleganiem pokładów węgla, występowaniem w ich otoczeniu mocnych i grubych kompleksów piaskowcowych oraz silnie rozwiniętą tektoniką. Bank danych GIG z okresu 1974 26 zawiera 65165 wstrząsów o energii E 1 5 J. Poziom aktywności sejsmicznej zależał głównie od warunków prowadzonej eksploatacji. W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku był bardzo wysoki. Występowało od 2 do blisko 4 wstrząsów roczne, a od 1989 roku miała miejsce wyraźna, trwająca do 1995 roku, tendencja zniżkowa. Od 1996 roku do 26 występuje wzrost aktywności sejsmicznej. Zjawisko zmniejszenia się ilości wstrząsów w latach dziewięćdziesiątych w porównaniu z końcem lat siedemdziesiątych i latami osiemdziesiątymi ubiegłego stulecia można tłumaczyć zmieniającą się wielkością wydobyciem węgla oraz szeroką profilaktyką tąpaniową. W miarę upływu lat poglądy na temat przyczyn występowania aktywności sejsmicznej zmieniały się. Na początku XX wysunięto hipotezę tektonicznego pochodzenia silnych wstrząsów a w latach sześćdziesiątych występował pogląd, że przyczyną silnych wstrząsów są naprężenia wywołane robotami eksploatacyjnymi oraz sumujące się naprężenia eksploatacyjne i tektoniczne występujące w tych samych partiach górotworu. Pod koniec lat 395
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego dziewięćdziesiątych. nastąpiło połączenie obu poglądów. Wyodrębniono na podstawie badań dotyczących powtarzalności silnych zjawisk sejsmicznych i mechanizmu ognisk wstrząsów grupę wstrząsów słabszych energetyczne, które występowały w sąsiedztwie czynnych frontów eksploatacyjnych i charakteryzowały się eksplozyjnym lub implozyjnym typem mechanizmu ognisk. Drugą grupą zjawisk są wstrząsy wysokoenergetyczne o charakterze regionalnym, powstające na wskutek współdziałania naprężeń eksploatacyjnych i tektonicznych często w większych odległościach od wyrobisk górniczych. Ostatnio prowadzone badania wykazały występowanie zależności lineamentów linii interpretowanych na podstawie zdjęć satelitarnych z wysokoenergetyczną sejsmicznością wektorami par wstrząsów (Pilecka 26). Lineamenty, wg niektórych badaczy odzwierciedlają ruchy neotektoniczne podłoża, których efekt uwidacznia się na osadach młodszych, a to może mieć wpływ na powstawanie bardzo silnych wstrząsów górotworu. 2. Rys historyczny rozwoju obserwacji sejsmologicznej GZW Pierwsze stacje sejsmiczne na obszarze GZW powstały na w latach dwudziestych XX wieku i ich głównym celem była obserwacja sejsmiczności rejonów górniczych i określenie jej związku z tąpaniami w kopaniach (Wierzchowska 1961). W okresie 1929 1944 oraz 1947 1965 na obszarze GZW działało 5 stacji sejsmicznych z rejestracją optyczną w ramach tzw. systemu regionalnego. W 1965 uruchomiono 3 stacje w obrębie kopalni Miechowice i stworzono system regionalno-kopalniany dający początek rozwojowi kopalnianych stacji sejsmologicznych. Od 1969 roku ma miejsce systematyczne zwiększanie się liczby stacji kopalnianych do 43 maksymalnie w latach osiemdziesiątych. Równolegle z rozwojem sieci kopalnianych modernizowana była sieć regionalna, dla której ważnym momentem był rok 1973, kiedy to założono Górnośląską Regionalną Sieć Sejsmologiczną wyposażoną w angielską aparaturę sejsmologiczną Racal Thermionic (Wierzchowska 1981). Do 1998 roku był to system analogowy z zapisem sejsmogramów na taśmie magnetycznej, a następnie system cyfrowy (aparatura polska AS-2 i SEJSGRAM wykonana w GIG) polegający na progowym wyzwalaniu zjawisk sejsmicznych. Górnośląska Regionalna Sieć Sejsmologiczna jako jedyne stanowisko badawcze dostarcza kompleksowej informacji o sejsmiczności obszaru Górnego Śląska. Od ponad 3 lat rejestracje GRSS stanowią źródło informacji dla prowadzenia banku danych o wstrząsach górotworu o energii sejsmicznej E 1 5 J na Górnym Śląsku. Należy podkreślić, że poziom tej sejsmiczności jest wysoki i stanowi zagrożenie bezpieczeństwa pracy załóg górniczych pracujących pod ziemią (tzw. tąpania) a drgania wywoływane na powierzchni są źródłem dużej uciążliwości dla lokalnej społeczności a często są przyczyną materialnych uszkodzeń w obiektach budowlanych i infrastrukturze technicznej. Dane pomiarowe z GRSS są bezcennym źródłem informacji dla naukowców zajmujących się sejsmicznością rejonu i badających problemy tąpań w kopalniach. Rozwiązanie licznych problemów bezpieczeństwa pracy w aspekcie zagrożenia sejsmicznego wymaga wsparcia w postaci rzeczywistych i kompletnych pomiarów wstrząsów górotworu. Pomimo bardzo dużego rozwoju kopalnianych sieci sejsmicznych istnieje wiele zagadnień, których rozwiązanie wymaga obserwacji wstrząsów w oparciu o scentralizowany, regionalny system rejestracji, a mianowicie: 396
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie uzyskanie danych do badań podstawowych nad przyczyną powstawania wstrząsów (badanie mechanizmu ognisk wstrząsów, określenie fizycznych parametrów ognisk wstrząsów, charakterystyka i przebieg radiacji sejsmicznej, wyznaczenie funkcji tłumienia, określenie modelu sejsmogeologicznego GZW). kontrola sejsmiczności w GZW (rola nadrzędna w stosunku do sieci kopalnianych), obserwacja sejsmiczności kopalń nieposiadających własnych sieci sejsmicznych, analiza danych w celu statystycznej prognozy sejsmiczności, doskonalenie sejsmologicznych kryteriów oceny stanu zagrożenia tąpaniami, analiza ryzyka sejsmicznego dla infrastruktury powierzchniowej, badanie obciążeń dynamicznych na wyrobiska podziemne, monitorowanie zagrożenia sejsmicznego w obszarze Górnego Śląska, bezpieczne projektowanie zabudowy na terenach sejsmicznych, prowadzenie banku danych o sejsmiczności Górnego Śląska (kontynuacja bazy z lat poprzednich) 3. Poglądy na przyczyny rozwoju aktywności sejsmicznej GZW Poglądy na temat przyczyn występowania aktywności sejsmicznej zmieniały się na przestrzeni lat w miarę rozwoju obserwacji sejsmologicznych związanych z doskonaleniem aparatury pomiarowej i metod obserwacyjnych. Na początku XX wieku wielu badaczy wysunęło hipotezę tektonicznego pochodzenia silnych wstrząsów, która nie była oparta na systematycznych badaniach tego zagadnienia, ale na przypuszczeniach wiążących budowę tektoniczną GZW i duże natężenie zarejestrowanych wówczas wstrząsów. Jak podaje Wierzchowska (1961) niemieccy naukowcy (Knochenhauer 1912; Kampers 193; Lindenmann 193) na podstawie obserwacji natężenia i zasięgu wstrząsów na Górnym Śląsku, z którymi wystąpiły tąpania w kopalniach wyrazili pogląd, że na Górnym Śląsku występują ruchy tektoniczne i związane z nimi trzęsienia ziemi powodujące tąpnięcia w kopalniach. Tektoniczną przyczynę występowania wstrząsów na Śląsku, w oparciu na ówczesnych obliczeniach głębokości ich ognisk wynoszących około 1 km, podaje również Janczewski (1955). Zwolennikiem hipotezy tektonicznego pochodzenia wstrząsów był Budryk (1955). Opierając swoje poglądy na obliczeniach Janczewskiego twierdził, że na Górnym Śląsku wiele katastrofalnych tąpań spowodowane było przez wstrząsy pochodzenia tektonicznego lokalizowane na głębokości 1 km, na której na pewno nie zaznacza się wpływ robót górniczych. W prowadzonych w latach przedwojennych w Głównym Instytucie Górnictwa badaniach opierano się na poglądach Janczewskiego i Budryka. W okresie powojennym najważniejszym problemem występującym w tamtym okresie było jednoznaczne określenie zależności pomiędzy występowaniem wstrząsów górotworu i tąpnięć i związanej z tym genezy wstrząsów (Wierzchowska 1961, 1962, 1968). Rozwiązanie tego zagadnienia uzyskano dopiero w latach sześćdziesiątych, po zwiększeniu zakresu obserwacji oraz wprowadzeniu aparatury o wyższym standardzie technicznym (sejsmografy elektrodynamiczne SK-58 i SU-59 z rejestracją optyczno-galwanometryczną). Wierzchowska (1961, 1962) wyklucza tektoniczną przyczynę występowania wstrząsów jako naturalnych trzęsień ziemi i podaje dwie alternatywy. Alternatywa pierwsza zakłada, że przyczyną silnych wstrząsów są naprężenia wywołane robotami eksploatacyjnymi. Mogą to być wstrząsy powstające w wyniku załamywania się sztywnych skał nad wyrobiskami górniczymi lub wstrząsy związane z eksplozywnym rozpadem znajdującej się pod 397
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wzmożonym ciśnieniem calizny węglowej. Wg drugiej alternatywy przyczyną najsilniejszych wstrząsów na Górnym Śląsku są sumujące się naprężenia eksploatacyjne i tektoniczne występujące w tych samych partiach górotworu. Naprężenia tektoniczne rozumiane były nie jako naprężenia związane z dawnymi erami geologicznymi, ale jako naprężenia pochodzące od aktualnie aktywnych sił tektonicznych. W dalszych latach Wierzchowska opierając się zarówno o wyniki obliczeń jak i obserwacje zasięgu odczuć silnych i słabych zjawisk na powierzchni stwierdziła, że dominującą rolę w powstawaniu wstrząsów odgrywają jednak naprężenia eksploatacyjne. Badania prowadzone w kolejnych latach wykazały, że istnieją jednak przesłanki, aby w przypadku najsilniejszych wstrząsów oddalonych od bezpośrednich frontów eksploatacyjnych, dopatrywać się wpływów tektonicznych (Teisseyre 1972). Połączenie obu poglądów na temat przyczyn wstrząsów górniczych nastąpiło w wyniku badań dotyczących powtarzalności silnych zjawisk sejsmicznych, które wykazały, że empiryczne rozkłady ekstremalnych energii kopalnianych zjawisk sejsmicznych mają charakter skomplikowany (Kijko 1982; Drzęźla i in. 1984). Otrzymane wyniki wykazały, że wstrząsy górotworu generowane są dwoma różnymi grupami przyczyn. Pierwsza grupa odpowiedzialna jest za niskoenergetyczną składową rozkładu, druga generuje składową wysokoenergetyczną. Na podstawie przemieszania zmiennych losowych analizowanych rozkładów ekstremalnych stwierdzono tzw. bimodalny charakter wstrząsów. Jak podaje Kijko (Kijko i in. 1986) otrzymana w wyniku analiz bimodalność rozkładów ma swoją przyczynę w różnych procesach fizycznych zachodzących w ognisku wstrząsu mówi się o różnych mechanizmach generujących wstrząsy. Składowa niskoenergetyczna rozkładu jest wynikiem rozładowania naprężeń wywołanych bezpośrednio eksploatacją górniczą, a składowa wysokoenergetyczna jest wynikiem współdziałania naprężeń górniczych z naprężeniami tektonicznymi, istniejącymi w górotworze. Rozważania teoretyczne potwierdziła analiza czasowo przestrzenna kilkudziesięcioletniego zbioru danych z archiwum Górnośląskiej Regionalnej sieci Sejsmologicznej. Na podstawie analizy położenia ognisk w względem frontów eksploatacyjnych i struktur tektonicznych wyodrębniono dwa rodzaje sejsmiczności tzw. górniczej i górniczo-tektonicznej. Pierwszy typ zjawisk bezpośrednio związany z prowadzoną działalnością górniczą występuje w sąsiedztwie czynnych wyrobisk górniczych i zależy od cyklu eksploatacyjnego danego wyrobiska. Są to zjawiska słabsze energetyczne występujące w bliskich odległościach od frontu robót górniczych. Drugi rodzaj sejsmiczności powstaje w wyniku wspólnego działania czynników górniczych i tektonicznych. Są to wstrząsy wysokoenergetyczne powstające na wskutek współdziałania naprężeń eksploatacyjnych i tektonicznych często w większych odległościach od wyrobisk górniczych. Występują w rejonach stref uskokowych i są odczuwalne przez ludność na powierzchni na dużym obszarze, a w niektórych przypadkach powodują uszkodzenia budynków. Prowadzone systematycznie od lat 9. ubiegłego wieku badania mechanizmu ognisk wstrząsów metodą inwersji tensora momentu sejsmicznego stworzyły w tym zakresie szanse na bardziej jednoznaczne potwierdzenie faktu występowania różnych typów ognisk wstrząsów, a więc na udowodnienie istnienia zjawiska modalności sejsmiczności górniczej na innej drodze (Gibowicz i in. 1996a, 1996b; Wiejacz, Ługowski 1997; Stec 1999, 25). Parametry charakteryzujące mechanizm ogniska wstrząsu są wielkościami, które dobrze charakteryzują procesy geomechaniczne zachodzące w ognisku wstrząsu. Posiadają one wyraźny związek z lokalną budową geologiczną i warunkami górniczymi kształtowanymi przez sytuację górniczą oraz parametry techniczne eksploatacji. 398
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Tensor momentu sejsmicznego składa się z części izotropowej i części dewiatorycznej. Składowa izotropowa odpowiada zmianom objętościowym w ognisku (eksplozja lub implozja) a część dewiatoryczna może opisywać jednoosiowe ściskanie lub rozciąganie (skompensowany liniowy dipol wektorowy) oraz procesy ścinania (podwójna para sił). W zależności od procentowej ilości poszczególnych składowych tensora momentu sejsmicznego ustala się dominujący typ procesu w ognisku wstrząsu odpowiedzialny za jego zaistnienie. Na tej podstawie wstrząsy sejsmiczne podzielono ogólnie na dwie grupy. Pierwsza grupa charakteryzuje się eksplozyjnym lub implozyjnym typem mechanizmu ognisk, są to wstrząsy słabsze energetyczne i zlokalizowane były w sąsiedztwie czynnych frontów eksploatacyjnych. Mechanizm ognisk tych wstrząsów odzwierciedla procesy związane z destrukcją pokładu lub bezpośredniego jego otoczenia (Goszcz 1988; Wiejacz 1995a, 1995b; Dubiński, Stec 1995; Stec, Drzewiecki 2; Stec 25). Najczęstszym typem mechanizmu ognisk w drugiej grupie wstrząsów jest mechanizm poślizgowy normalny z zaznaczającym się poziomym przesunięciem w ognisku wstrząsu. Azymuty płaszczyzn rozrywu i ich upady dla tych zjawisk korelują się z rozciągłością i upadem uskoków, w pobliżu których zlokalizowane były ogniska wstrząsów. Zależności te pozwalają wnioskować, że przyczyną tych zjawisk jest współdziałanie naprężeń tektonicznych istniejących w analizowanym obszarze z naprężeniami wywołanymi pracami górniczymi (Sagan i in. 1996; Dubiel 1996; Zuberek i in. 1997; Idziak i in. 1997; Mutke i in. 1997; Dubiński i in. 1999; Dubiński, Stec 2). Przykład korelacji mechanizmu ognisk wstrząsów z kierunkiem rozciągłości uskoku kłodnickiego i uskoków towarzyszących pokazują badania przeprowadzone w kopalni Halemba (Dubiński i Stec 21). Potwierdzenie zależności występowania tego typu zjawisk od czynnika tektonicznego dają badania prowadzone przez Jurę (1995,1996), gdzie na podstawie metod strukturalno-geomorfologicznych oraz szczegółowego badania wstrząsów górotworu w strefach uskokowych zostało odtworzone pole naprężeń wzdłuż młodych uskoków. Wg tych badań w północnej części uskoku kłodnickiego występuje młodoalpejskie naprężenie tektoniczne, które warunkuje charakter indukowanych przez eksploatację górniczą wstrząsów górotworu występujących na tej strukturze tektonicznej. Mechanizm ognisk silnych wstrząsów typu poślizgu pionowego po rozciągłości, która korelowalna jest z rozciągłością uskoku kłodnickiego wskazuje, że wpływ na powstanie tych wstrząsów ma relaksacja naturalnych resztkowych naprężeń tektonicznych nagromadzonych w tej strefie. Stan naprężeń interpretowany na podstawie badań mechanizmów wstrząsów wysokoenergetycznych odpowiada układowi, jaki występował podczas formowania się Zagłębia (Teper 1998). W powstawaniu zjawisk sejsmicznych indukowanych przez górnictwo mogą mieć udział składowe poziome i składowa pionowa pola naprężeń tektonicznych. Za główne współczesne struktury sejsmogeniczne uznano dwie brzeżne hipotetyczne nieciągłości przebiegającej równoleżnikowo strefy granicznej między segmentami masywu górnośląskiego blokiem Bytomia i blokiem centralnym. Na północy jest to nieciągłość pod osią synkliny Bytomia, a na południu nieciągłość w rejonie uskoku kłodnickiego. Prawidłowości powstawania silnych wstrząsów oraz wskazanie procesów tektonicznych mogących prowadzić do ich generowania przedstawia publikacja oparta o dziesięcioletnie badania obejmujące aktywność sejsmiczną, tektonikę i geodynamikę obszaru GZW oraz parametry eksploatacji górniczej (Idziak i in. 1999). Wykazano, że rozkład silnych wstrząsów w GZW ma nielosowy charakter, czego przejawem jest skupianie się silnych wstrząsów w pewnych ograniczonych obszarach oddzielonych obszarami asejsmicznymi. Charakterystyczny 399
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego jest również wydłużony kształt obszarów występowania silnych zjawisk, co nie można wytłumaczyć założeniem o tylko eksploatacyjnym pochodzeniu wstrząsów. Analiza fraktalna silnych wstrząsów dla całego GZW wykazała, że epicentra silnych wstrząsów powstające w różnych okresach układają się w określony zbiór fraktalny. Przyczyny ich powstawania musza mieć charakter długookresowy w przeciwieństwie do procesów generowania słabych wstrząsów, związanych bezpośrednio z robotami górniczymi (Mortimer, Lasocki 1996). Kolejną cechą silnych wstrząsów w Zagłębiu wynika z analizy kierunkowych relacji pomiędzy ogniskami kolejnych zjawisk sejsmicznych (Lasocki, Idziak 1998). Epicentra kolejnych występujących po sobie wstrząsów są związane wyraźnymi zależnościami kierunkowymi, zarówno gdy występują w tym samym skupisku, jak i należą do różnych skupisk. Takie zależności przestrzenno-czasowe silnych wstrząsów autorzy tłumaczą jako efekt procesów dynamicznych zachodzących na skalę regionalną. Bezpośrednią przyczyną najsilniejszych zjawisk sejsmicznych w badanej przez autorów części GZW jest naruszenie równowagi naprężeniowej w wyniku działalności górniczej górotworu z równoczesnym wpływem tektoniki uskokowej. Występuje współdziałanie naprężeń tektonicznych i naprężeń wywołanych eksploatacją górniczą. Stan naprężeń górotworu odtworzony z analizy mechanizmów wysokoenergetycznych wstrząsów i układ odkształceń górotworu uformowany podczas najmłodszej orogenezy wynikający z analizy strukturalnej cechują się wzajemnym podobieństwem. Przeprowadzone badania oparte na analizie fraktalnej przestrzennego rozmieszczenia uskoków i epicentrów wstrząsów wykazały, że charakter zróżnicowania rozkładów przestrzennych zjawisk sejsmicznych może być wynikiem generowania wstrząsów w rejonach uskoków nadprzesuwczych, odwzorowujących w kompleksie karbońskim wgłębne przemieszczenie poziome na dyslokacjach głównych. Badania przeprowadzone w ostatnich latach oparte o zdjęcia satelitarne wykazały, że może występować zależność linii interpretowanych na podstawie zdjęć satelitarnych lineamentów z wysokoenergetyczną sejsmicznością wektorami par wstrząsów (Pilecka 26). Może to odzwierciedlać ruchy neotektoniczne podłoża, o blokowej budowie, których następstwem mogą być najsilniejsze wstrząsy górotworu (E 1 8 J). 4. Charakterystyka aktywności sejsmicznej w GZW Górnośląska Regionalna Sieć Sejsmologiczna od ponad 3 lat prowadzi obserwację aktywności sejsmicznej GZW. Na podstawie uzyskiwanych sejsmogramów opracowywany jest komputerowy bank danych zawierający podstawowe parametry sejsmologiczne wstrząsów górotworu o energii sejsmicznej E 1 5 J. Należą do nich data i czas wystąpienia zjawiska, energia wstrząsu, magnituda, nazwa kopalni, współrzędne epicentrum. W latach 195 1973 zarejestrowanych zostało około 35 zjawisk sejsmicznych o energii E 1 6 J (Paszta i in. 195 197). Mimo niepełnego zbioru rejestrowanych wstrząsów, ze względu na niedoskonałość działającej wówczas sieci sejsmologicznej, o poziomie występującego zjawiska może jednak świadczyć ilość występujących wówczas tąpnięć i zawałów, których w tych latach było od kilkudziesięciu do nawet 4 rocznie. Modernizacja sieci, która nastąpiła w 1974 roku umożliwiła obniżenie dolnej granicy rejestracyjnej do energii E 1 5 J oraz zwiększenie dokładności lokalizacji ognisk wstrząsów. Bank danych z lat 1974 26 zawiera ponad 65165 wstrząsów o energii E 1 5 J rozkład energetyczno-ilościowy wstrząsów górotworu oraz liczbę tąpnieć w latach 1977 26 4
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie przedstawia rys. 4.1 a rozkład ognisk wstrząsów latach 1974 26 o energii E 1 8 J oraz rozmieszczenie stanowisk Górnośląskiej Regionalnej rys. 4.2. 4 35 3 25 2 15 1 5 2 2 14 22 28 21 17 13 15 27 13 14 15 16 8 1 18 12 7 2 2 5 2 2 4 4 4 3 3 3 1977 1978 1979 198 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 199 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 Czas Wstrząsy Tapnięcia 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Liczba tąpnięć Rys.4.1. Rozkład liczby wstrząsów i tąpnięć w GZW w latach 1977 26 Fig 4.1. Distribution of the number of mine tremors and the rockbursts from the USCB for the years 1977 26 Poziom aktywności sejsmicznej w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku w GZW był bardzo wysoki. Występowało od 2 do blisko 4 wstrząsów górotworu roczne, wśród których kilkadziesiąt zjawisk charakteryzowało się energią sejsmiczną E 1 7 J. Średnia liczba tąpnięć w tym okresie wynosiła ponad 2. Od 1989 roku miała miejsce wyraźna trwająca do 1995 roku tendencja zniżkowa w ilości występujących wstrząsów (około 55 zjawisk rocznie). Od 1996 do 23 roku obserwuje się wzrost liczby wstrząsów górotworu. Poziom aktywności sejsmicznej w okresie 1996 26 ulegał zmianom. Od 1997 do 23 roku wykazywał wzrost, jednak w 24 roku zaznaczył się wyraźny spadek ilości zjawisk o energii E 1 5 J wystąpiły tylko 973 wstrząsy. Natomiast w 25 roku wystąpiło 1451 wstrząsów, a w 26 roku 1172 zjawiska. Zjawisko zmniejszenia się ilości wstrząsów w porównaniu z latami osiemdziesiątymi ubiegłego stulecia można tłumaczyć zmniejszającym się wydobyciem węgla oraz szeroką profilaktyką tąpaniową obejmującą dobór odpowiednich systemów i metod eksploatacji oraz sposobu kierowania stropem a także odprężanie górotworu przez stosowanie metod aktywnych (strzelania wstrząsowe, nawadnianie pokładów, ukierunkowanie hydroszczelinowanie (Dubiński, Konopko 2). Aktywność sejsmiczna jak widać na rys. 4.2 nie występuje na całym obszarze śląskiego Zagłębia Węglowego. Epicentra wstrząsów górotworu występują w rejonach należących do różnych jednostek strukturalnych charakteryzujących się stosunkowo głębokim zaleganiem pokładów węgla, występowaniem w ich otoczeniu mocnych i grubych kompleksów piaskowcowych oraz silnie rozwiniętą tektoniką. Do każdego z tych rejonów przypisano kopalnie eksploatujące w danym obszarze. Wyszczególniono podział na sześć rejonów 41
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego geologicznych z przypisaniem im poszczególnych obszarów górniczych. W okresie 1977 26 poszczególne kopanie zmieniały nazwy oraz następowało ich łączenie. Rys. 4.2. Rozkład ognisk wstrząsów o energii E 1 8 J w okresie 1977 26 oraz rozmieszczenie stanowisk Górnośląskiej Regionalnej Sieci Sejsmologicznej Fig.4.2. Distribution of seismic events of energy E 1 8 J for the period 1977 26 and distribution of seismic station of Upper Silesian Regional Seismic Network Wyszczególnione rejony są następujące: 1. Niecka bytomska kopalnie: Bobrek, Miechowice, Centrum, Szombierki, Powstańców Śląskich,, ZG Jadwiga (dawniej Pstrowski), Grodziec i Rozbark, Andaluzja, Julian aktualnie Piekary 2. Południowe skrzydło siodła głównego kopalnie: Katowice, Kleofas (dawniej Gotwald), Mysłowice, Wieczorek, Wesoła (dawniej Lenin), Wujek, Staszic, Zabrze, Bielszowice, Halemba, Makoszowy, Pokój, Wawel, Wirek, Śląsk, Sośnica. 3. Północne skrzydło siodła głównego kopalnie: Polska, Barbara Chorzów, Siemianowice. 4. Niecka kazimierzowska kopalnie: Kazimierz Juliusz i Niwka Modrzejów, Porąbka-Klimontów (dawniej Czerwone Zagłębie) 5. Niecka główna kopalnie: Czeczott, Piast, Ziemowit, Jaworzno, 6. Niecka jejkowicka i sfałdowania w rejonie Jastrzębia kopalnie: Anna, Jas-Mos, Marcel, Rymer, 1 Maja, Rydułtowy, Pniówek i Zofiówka. 42
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie W niecce bytomskiej aktywność sejsmiczna występowała w następujących kopalniach: Andaluzja, Bobrek, Centrum, Grodziec, Julian, Miechowice, Szombierki, Piekary Powstańców Śląskich, Rozbark, Pstrowski. Rysunek 4.3 przedstawia liczbę wstrząsów i energię sumaryczną oraz energie średnią dla poszczególnych kopalń. Niecka bytomska należała pod koniec lat 7. i w latach 8. ubiegłego wieku do rejonów o wysokiej aktywności sejsmicznej. Największa ilość wstrząsów wystąpiła w okresie 1977 1985 ponad 15 wstrząsów), a następnie wystąpiła tendencja zniżkowa związana z wyłączeniem poszczególnych kopalń z eksploatacji. Od 199 roku aktywność znacznie zmalała, gdyż wystąpiło w tym okresie około 55 wstrząsów. Ogółem w tym rejonie wystąpiło prawie 2538 wstrząsów o łącznej energii sumarycznej wynoszącej 2,7 1 1 J. Po dwa wstrząsy o najsilniejszej energii rzędu 1 9 J wystąpiły w kopalni Szombierki (w latach 1981 i 1984) i w kopalni Pstrowski (1979, 198) oraz jeden w kopalni Miechowice (1993). W tym rejonie wystąpiło 21 wstrząsów rzędu 1 8 J, głównie w latach 8. Energia, J 1.E+1 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 Energia sumaryczna Energia średnia 4 Andaluzja 3285 Bobrek 19 Brzeziny 98 Centrum NIECKA BYTOMSKA 1977-26 1 111 25 Grodziec Jadwiga Julian 1531 Miechowice 25 Piekary 7 Powstańców Śl. 3691 Pstrowski 14444 531 Rozbark Szombierki 14 12 1 8 6 4 2 Rys. 4.3. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w niecce bytomskiej w okresie 1977 26 Fig. 2.3. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Bytom Syncline during the period 1977 26 Kopalnie eksploatujące w rejonie siodła głównego podzielono na: południowe skrzydło siodła głównego rejon katowicki to kopalnie: Katowice, Kleofas Mysłowice, Wieczorek, Wesoła, Wujek, Staszic, południowe skrzydło siodła głównego rejon rudzko-zabrzański z kopalniami: Bielszowice, Halemba, Makoszowy, Pokój, Wirek, Śląsk, Sośnica, Knuów. północne skrzydło siodła głównego kopalnie: Wawel, Polska, Barbara Chorzów, Siemianowice. 43
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego Najwyższą aktywnością sejsmiczną rejon katowicki charakteryzował się w latach 1977 198 oraz 1982 1987. Łącznie w okresie 1977 26 wystąpiło w tym rejonie ponad 6 wstrząsów górotworu o energii sumarycznej wynoszącej 9,6 1 9 J (rys. 4.4.). W latach 7. i 8. najbardziej aktywnymi sejsmicznie kopalniami były kopanie Kleofas, Katowice, Wujek a od 198 roku kopalnie Staszic i Wesoła. W tym rejonie wystąpił w latach 8. jeden wstrząs rzędu 1 9 J w kopalni Kleofas i 8 wstrząsów rzędu 1 8 J. Drugim wyszczególnionym rejonem siodła głównego to rejon rudzko-zabrzański. Charakteryzował się on najwyższą aktywnością sejsmiczną w całym analizowanym okresie 1977 26. Wystąpiło w tym czasie 13 75 wstrząsów o energii sumarycznej wynoszącej 3,8 1 1 J. Dane w tym zakresie przedstawia rys. 4.5. Kopalnie Halemba, Zabrze, Bielszowice i Śląsk w zasadzie przez cały okres 1977 26 charakteryzowały się takim samym poziomem sejsmiczności. W kopalni Śląsk wystąpiły 3 wstrząsy rzędu 1 9 J w latach 1983, 1984 i 1985 oraz jeden w kopalni Halemba w roku 1993. W tym rejonie wystąpiło 14 wstrząsów rzędu 1 8 J głównie w kopalniach Bielszowice, Śląsk i Wirek. Północne skrzydło siodła głównego kopalnie Wawel, Polska, Barbara Chorzów, Siemianowice. Rysunek 4.6 przedstawia zestawienie ilości wstrząsów, energii sumarycznej i średniej w okresie 1977 26. Aktywność sejsmiczna w rym rejonie występowała tylko do końca 1993 roku, ponieważ znajdujące się tu kopalnie zostały wyłączone z eksploatacji. Rejon ten charakteryzował się bardzo niską aktywnością sejsmiczną gdyż wystąpiło tylko około 74 wstrząsów sejsmicznych w całym analizowanym okresie o energii sumarycznej wynoszącej 4,7 1 8 J. Maksymalna energia sejsmiczna w tym rejonie była rzędu 1 7 J. Energia, J 1.E+1 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 291 SIODŁO GŁÓWNE - rejon katow icki 1977-26 Energia sumaryczna Energia średnia 832 77 358 242 252 15 Katowice Kleofas Mysłowice Wieczorek Wesoła Wujek Staszic 14 12 1 8 6 4 2 Rys. 4.4. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w siodle głównym rejon katowicki w okresie 1977 26 Fig. 4.4. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Main Saddle Katowice area during the period 1977 26 44
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Energia, J 1.E+1 1.E+8 1.E+6 1.E+4 1.E+2 SIODŁO GŁÓWNE - rejon rudzko zabrzański 1977-26 121 Bielszowice 168 Zabrze 4182 Halemba 657 Wirek 2844 2886 Śląsk Pokój 88 369 27 Makoszowy Energia sumaryczna Energia średnia Sośnica Knurów 14 12 1 8 6 4 2 Rys. 4.5. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w siodle głównym rejon rudzko-zabrzański w okresie 1977 26 Fig. 4.5. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Main Saddle Ruda-Zabrze area during the period 1977 26 Energia, J 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 SIODŁO GŁÓWNE- rejon chorzow ski 1977-26 483 Wawel 1 Polska 189 Barbara Chorzów Energia sumaryczna Energia średnia 54 Siemianowice 5 4 3 2 1 Rys. 4.6. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w siodle głównym rejon chorzowski w okresie 1977 26 Fig. 4.6. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Main Saddle Chorzów area during the period 1977 26 45
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego W niecce kazimierzowskiej wyszczególniono kopalnie Sosnowiec, Porąbka-Klimontów (dawniej Czerwone Zagłębie), Kazimierz Juliusz, Niwka Modrzejów. Ogółem w tym rejonie wystąpiło około 132 wstrząsów (rys. 4.7.) o energii sumarycznej 2,6 1 9 J. Najwyższą aktywność sejsmiczną odnotowano w kopalni Porąbka-Klimontów do 1994 roku. Po 1994 roku aktywność sejsmiczna w tym rejonie była bardzo niska, gdyż wystąpiło tylko około 25 wstrząsów. Maksymalna energia sejsmiczna w tym rejonie była rzędu 1 7 J. Energia, J 1.E+1 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 229 NIECKA KAZIMERZOWSKA 1977-26 118 53 Energia sumaryczna Energia średnia 1323 14 12 1 8 6 4 2 Kazimierz Juliusz Niwka Modrzejów Sosnowiec Porąbka Klimontów Rys. 4.7. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w niecce kazimierzowskiej w okresie 1977 26 Fig. 4.7. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Kazimierz Syncline area during the period 1977 26 Aktywność sejsmiczna w niecce głównej rozpoczęła się w drugiej połowie lat 8. i była następstwem eksploatacji w kopalniach Czeczott, Piast, Ziemowit, Jaworzno. W okresie 1982 26 wystąpiło prawie 4 wstrząsów o energii sumarycznej wynoszącej 7,4 1 9 J. W tym rejonie wystąpił jeden wstrząs rzędu 1 9 J w kopalni Czeczott w 1992 roku i cztery rzędu 1 8 J (kopalnia Ziemowit dwa zjawiska w 1985 i 1986 roku, kopalnia Piast jeden wstrząs w 1983 roku, kopalnia Jaworzno jeden w 1987 roku). Rys. 4.8 przedstawia ogólne zestawienie ilościowo-energetyczne dla tego rejonu. Niecka jejkowicka i sfałdowania w rejonie Jastrzębia jest to rejon, w którym wyszczególniono kopalnie Anna, Jas-Mos, Marcel, Rymer, 1 Maja, Rydułtowy, Zofiówka. Jest to rejon o średnim poziomie aktywności sejsmicznej, która nasiliła się od 199 roku. W okresie 1977 26 wystąpiło ponad 34 wstrząsów (rys. 4.9) o energii sumarycznej 4,2 1 9 J. Maksymalna energia sejsmiczna w tym rejonie była rzędu 1 8 J (wstrząs w 25 r.). Najaktywniejszą sejsmicznie kopalnią w tym rejonie jest kopalnia Rydułtowy. 46
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Energia, J 1.E+1 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 129 NIECKA GŁÓWNA 1977-26 441 1699 Energia sumaryczna Energia średnia 627 4 35 3 25 2 15 1 5 Piast Czeczott Ziemowit Jaworzno Rys. 4.8. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w niecce głównej w okresie 1977 26 Fig. 4.8. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Main Syncline area during the period 1977 26 Energia, J 1.E+1 1.E+9 1.E+8 1.E+7 1.E+6 1.E+5 1.E+4 1.E+3 1.E+2 Energia sumaryczna Energia średnia NIECKA JEJKOWICKA I SFAŁDOWANIA W REJONIE JASTRZĘBIA 1977-26 45 116 Anna Jas-Mos 61 Marcel 189 Rydułtowy 47 2 7 Zofiówka Moszczenica Rymer 14 12 1 8 6 4 2 Rys. 4.9. Zestawienie liczby wstrząsów, energii sumarycznej i energii średniej w niecce jejkowickiej i sfałdowań Jastrzębia w okresie 1977 26 Fig. 4.9. Summary of the number of mine tremors and their total and average energy from the Jejkowice Syncline and the Jastrzębie folding area during the period 1977 26 47
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego 5. Podsumowanie Przedstawiona charakterystyka aktywności sejsmicznej w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym oparta na ciągłym monitoringu Górnośląskiej Regionalnej Sieci Sejsmologicznej GIG wykazała wysoki jej poziom, o czym świadczy zarówno liczba wstrząsów jak i ich energia. Najaktywniejszym rejonem przez cały analizowany okres okazał się rejon uskoku kłodnickiego w siodle głównym. Drugim rejonem była niecka bytomska do momentu występowania tam wzmożonej eksploatacji górniczej, czyli do 2 r. Można stwierdzić, że poziom aktywności sejsmicznej zależał głównie od warunków prowadzonej eksploatacji. Zjawisko zmniejszenia się ilości wstrząsów w latach dziewięćdziesiątych w porównaniu z końcem lat siedemdziesiątych i latami osiemdziesiątymi ubiegłego stulecia można tłumaczyć zmieniającą się wielkością wydobyciem węgla oraz szeroką profilaktyką tąpaniową, obejmującą dobór odpowiednich systemów i metod eksploatacji, a także odprężanie górotworu przez stosowanie metod aktywnych (strzelania wstrząsowe, nawadnianie pokładów, ukierunkowanie hydroszczelinowanie i inne (Dubiński, Konopko 2). W kopalniach zlikwidowanych sejsmiczność nie występowała, natomiast w pozostałych po roku 2 nasilała się w miarę pogorszenia się warunków wydobycia (zwiększanie głębokości eksploatacji, eksploatacja w strefach uskokowych, filarach ochronnych, resztkach). Literatura [1] Budryk W. 1955: Skutki wstrząsów w kopalniach górnośląskich. Arch. Górn. i Hutn. 2, 227 29. [2] Drzęźla B., Mendecki A., Marcela E. 1984: Wpływ warunków górniczych na kształtowanie się aktywności sejsmicznej na przykładzie KWK Miechowice, Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-6 (176), 377 383. [3] Dubiel R. 1966, The mechanisms of Mining Tremors from Śląsk Coal Mine Area. Acta Montana, ser. A, no. 1, 27 34. [4] Dubiński J., Stec K. 1995: Określenie zagrożenia sejsmicznego w oparciu o mechanizmy ognisk wstrząsów górniczych. Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-19 (281), 57 71. [5] Dubiński J., Stec K. 2: Modalność sejsmiczności górniczej w świetle badań mechanizmu ognisk wstrząsów, Wyd. Wydz. Geol., Geof. i Och. Śr. AGH, Kraków, 331 334. [6] Dubiński J., Stec K. 21: Relationship between focal mechanism parameters of mine tremors and local strata tectonics. [W:] Dynamic rock mass response to mining. Red. G. Van Aswegen, R.J. Durrheim, W. D. Ortlepp., The South African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg, 113 118. [7] Dubiński J., Wierzchowska Z. 1973: Metody obliczeń energii wstrząsów górotworu na Górnym Śląsku, Główny Instytut Górnictwa, Katowice. [8] Dubiński J., Konopko W. 2: Tąpania, ocena, prognoza, zwalczanie, Główny Instytut Górnictwa, Katowice. [9] Dubiński J., Mutke G., Stec K. 1999: Rozwiązania w sejsmologii górniczej poprawiające efektywność oceny stanu zagrożenia sejsmicznego. [W:] Geologia t.25, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 45 58. [1] Gibowicz S. J. 1984: The mechanism of large mining tremors in Poland. In. proc. 1 st Int. Symp. on Rockbursts and Seismicity in Mines, red. P. Gay, R. Wainwright, SAIMM Kelvin House, Johannesburg, 17 12. [11] Gibowicz S. J. 1996a: Relations between source mechanism and the ratio of the S over P wave energy for seismic events induced by mining. Acta Montana, ser. A, no. 9 (1), 7 15. [12] Gibowicz, S. J., Domański, B., Wiejacz, P. 1996b: The focal mechanism and source parameters of seismic events induced by mining. Acta Montana, ser. A, no. 1 (12), 1 18. 48
WARSZTATY 27 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie [13] Goszcz A. 1997. The influence of tectonic stresses on the seismic hazard in Polish cioal mine. [W:] Rockbursts and seismicity in the mines, red. S. J. Gibowicz, S. Lasocki, Balkema/Rotterdam/ Brookfield, 219 221. [14] Idziak A.F., Teper L. Zuberek W.M. 1999: Sejsmiczność a tektonika Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wyd. Uniw. Śląskiego, Katowice. [15] Idziak A.F., Teper L. Zuberek W.M., Sagan G., Dubiel L. 1997: Mine tremor mechanisms used to estimate the stress field near the deep rooted fault in the Upper Silesian Coal Basin. [W:] Rockbursts and Seismicity in the Mines, red. S. J. Gibowicz, S. Lasocki, Balkema/Rotterdam/ Brookfield, 31 37. [16] Janczewski E. 1955: Trzęsienia ziemi na Górnym Śląsku. Arch. Górn. i Hutn. 2, 25 225. [17] Jura D. 1995. The Young-Alpine morphotectonics of the Silesian Carpathian. Foredeep and the recent geodynamics of the Upper Silesian Coal Basin. Techn. Posz. Geol., Geosynoptyka i Geotermia, nr 3, 13 21. [18] Jura D. 1999. Young-Alpine Kłodnica Fault scarps of the metacarpathian in the Silesian Upland. Techn. Posz. Geol., Geosynoptyka i Geotermia, nr 1, 52 56. [19] Kijko A. 1982: A modified form of the first Gumbel distribution: model for the occurence of large earthquakes. Part II Estimation of parameters. Acta Geophys. Pol. 2, 148 159. [2] Kijko A. 1986: Bimodalny charakter ekstremalnych rozkładów zjawisk sejsmicznych w kopalniach, Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-8 (191), 91 11. [21] Knochenhauer E. 1912: Erderschütterungen und Bergschaden. Zeit. f. d. Berg-Hutt und Solinenwesen. [22] Lasocki S., Idziak A.F. 1998: Dominant directions of epicentre distribution of regional mining induced seismicity series in Upper Silesian Coal Basin. Pageophs. [23] Lindenmann A. 193: Gebirgsschläge und Bodenerschütterungen im Westoberschlesischen Steinkohlenbezirk. Zeit. f. d. Berg-H und Sollinenwesen. [24] Mortimer Z., Lasocki S. 1996: Variation of the fractal dimension of epicentre distribution in the mining induced seismicity. Acta Montana, ser. A, no. 1, 73 82. [25] Mutke G., Stec K. 1997: Seismicity in the Upper Silesian Coal Basin, Poland. Strong regional seismic events. [W:] Rockbursts and Seismicity in the Mines, red. S. J. Gibowicz, S. Lasocki, Balkema/Rotterdam/Brookfield, 213 219. [26] Paszta E. Udziela B., Wierzchowska Z. 195 197: Najsilniejsze wstrząsy górotworu na Górnym Śląsku, nr 1 14, Główny Instytut Górnictwa, Katowice. [27] Pilecka E. (red.) 26: Związek lineamentów z sejsmicznością indukowaną na terenach górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, IGSMiE PAN, Kraków. [28] Stec K. 25: Charakterystyka mechanizmu ognisk wstrząsów górniczych z obszaru GZW. Wiadomości Górnicze, nr 4. [29] Stec K. 1999: Analiza mechanizmów ognisk wstrząsów górniczych występujących w GZW. [W:] Geomechaniczne i sejsmologiczne modele ognisk wstrząsów górniczych, Akademia Górniczo- -Hutnicza, Kraków, 53 73. [3] Stec K. 21: Rozwój i wykorzystanie Górnośląskiej Regionalnej Sieci Sejsmologicznej. [W:] Badania geofizyczne w kopalniach, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków, 179 183. [31] Stec K., Drzewiecki J. 2: Relationship between mine tremor focal mechanism nd local mining and geological conditions. Acta Montana, ser. A, no. 16 (118), 189 22. [32] Teisseyre R. 1972: Badania sejsmologiczne w rejonach eksploatacji górniczej. [W:] Mat. Symp. Problemy geodynamiki i tąpań. PAN, 1, Kraków, 56 74. [33] Teper L. 1998: Wpływ nieciągłości podłoża karbonu na sesjmotektonikę północnej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wyd. Uniw. Śląskiego, Katowice. [34] Wiejacz, P. 1995a: Source mechanisms of seismic events induced at Ziemowit coal mine: comparison with mining information. Publ. Inst. Geoph. Pol. Acad Sc., M-19, 15 32. [35] Wiejacz, P. 1995b: Moment tensor for seismic events from Upper Silesian coal mines, Poland. [W:] Mechanism of Jointed and Faulted Rocks, red. H. P. Rossmanith, Balkema/Rotterdam/ Brookfield, 667 672. [36] Wiejacz, P., Ługowski, A. 1997: Effects of geological and mining structures upon mechanism of seismic events at Wujek coal mine, Katowice, Poland. [W:] Rockbursts and Seismicity in Mines, red. S. J. Gibowicz, S. Lasocki, Balkema/Rotterdam/Brookfield, 27 3. 49
K. STEC Aktywność sejsmiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego [37] Wierzchowska Z. 1961: Przyczyny wstrząsów na Górnym Śląsku, Komunikat 268, Główny Instytut Górnictwa, Katowice [38] Wierzchowska Z. 1962: Nowe poglądy na pochodzenie wstrząsów ziemi na Górnym Śląsku, Przegląd Górniczy, nr 7 8, 418 422. [39] Wierzchowska Z. 1968: Zagraniczne metody sejsmiczne do badania tąpań, Przegląd Górniczy, nr 9, 458 463. [4] Wierzchowska Z. 1981: Regionalna Sieć Mikrosejsmologiczna na Górnym Śląsku, Przegląd Górniczy, nr 5, 222 228. [41] Zuberek W. M., Teper L., Idziak A. F., Sagan G. 1997: Seismicity and tectonics in the Upper Silesian Coal Basin, Poland. [W:] Proc. XIII Int. Congress on Carboniferous Permian. Prace Państw. Inst. Geol. 157, 199 27. Seismic activity of the Upper Silesian Coal Basin 3 years of the continued seismic observations by Upper Silesian Regional Seismic Network The USCB area is one of the most seismically active mining areas in the world. Systematic observations of the mining-induced seismicity over the USCB area have been carried out by the Central Mining Institute since the 195s. During the period 195 to 1973, about 35 seismic events of energy E 1 6 J were recorded. Despite an incomplete data set from the seismic network (considered inefficient by present day standards), a relationship between rockburst and roof fall occurrences (ranging from several dozen or so to 4 a year) was concluded. The modernization of the network that started in 1974, allowed lowering of the recording threshold of seismic energy to E 1 5 J and enhanced the accuracy of mine tremor source location. The Upper Silesian Seismic Network, continuously active since 1974, has been playing a leading role in the seismological studies involving mine-operated seismic networks. A data set containing the basic seismological parameters of mine tremors such as date, origin time, energy, magnitude, mine name and the epicentre co-ordinates. The data set from the period of 1977 26 contains more than 65165 mine tremors of energy E 1 5 J. This data set was used in studies concerned with the state of rockburst hazard in mines and with an assessment of dynamic interactions between the seismic ground motions and the surface natural environment of the Upper Silesian Coal Basin. Przekazano: 31 marca 27 r. 41