GEOFIZYCZNE POSZUKIWANIA FORM ANTROPOGENICZNYCH, W TYM STARYCH WYROBISK GÓRNICZYCH, W ZŁOTYM STOKU

Podobne dokumenty
BADANIA GRAWIMETRYCZNE

MODELOWANIE GRAWIMETRYCZNE STREF ROZLUŹNIEŃ ROZWIJAJĄCYCH SIĘ NAD PUSTKĄ W SKAŁACH METAMORFICZNYCH**

Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły-Młyna (woj. Kujawsko-Pomorskie)

Zbigniew FAJKLEWICZ, Tadeusz MIKOŚ, Janusz RADOMIŃSKI Edward STEWARSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Badania geofizyczne dróg i autostrad

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

Mikrograwimetria i geofizyka otworowa w badaniach zagrożeń powierzchni terenów pogórniczych.

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

Janusz MADEJ, Krzysztof JAKIEL, Sławomir PORZUCEK Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Monika ŁÓJ Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Kraków

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **

PL B1. Sposób podziemnej eksploatacji złoża minerałów użytecznych, szczególnie rud miedzi o jednopokładowym zaleganiu

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

Andrzej Pepel Prace naukowo-badawcze w PBG...3

BADANIA STANU TECHNICZNEGO WAŁÓW PRZECIWPOWODZIOWYCH BADANIA GEOFIZYCZNE

Kontrola grawimetryczna stanu górotworu solnego na terenie Kopalni Otworowej Barycz

Spis treści Wykaz ważniejszych pojęć Wykaz ważniejszych oznaczeń Wstęp 1. Wprowadzenie w problematykę ochrony terenów górniczych

Janusz MADEJ, Sławomir PORZUCEK, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

2. Ocena warunków i przyczyn występowania deformacji nieciągłych typu liniowego w obrębie filara ochronnego szybów

MIKROGRAWIMETRYCZNA OCENA STANU ZAGROŻENIA POWIERZCHNI TERENU SPOWODOWANEGO PRZEZ SZYBIKI W OPUSZCZONYM ZŁOŻU GALMANU NA GÓRNYM ŚLĄSKU

Wpływ warunków górniczych na stan naprężenia

2. Budowa geologiczna górotworu w rejonie pola Pagory

Rozmieszczanie i głębokość punktów badawczych

Wieliczka - mikrograwimetria a zagrożenia powierzchni terenu górniczego

GRAWIMETRYCZNE ODWZOROWANIE GEOMECHANICZNEGO MODELU STREF ROZLUŹNIEŃ W OTOCZENIU STAREGO WYROBISKA***

WYKORZYSTANIE TOMOGRAFII ELEKTROOPOROWEJ DO LOKALIZACJI PŁYTKICH PUSTEK W GÓROTWORZE

INIEKCYJNE WZMACNIANIE GÓROTWORU PODCZAS PRZEBUDÓW ROZWIDLEŃ WYROBISK KORYTARZOWYCH**** 1. Wprowadzenie

BADANIA GEODEZYJNE REALIZOWANE DLA OCHRONY OBIEKTÓW PRZYRODY NIEOŻYWIONEJ NA TERENIE WYBRANYCH OBSZARÓW DOLNEGO ŚLĄSKA

Janusz MADEJ, Krzysztof JAKIEL, Sławomir PORZUCEK Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

DOŚWIADCZENIA AGH W BADANIU I ZABEZPIECZANIU PODZIEMI KRAKOWA

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

Zbigniew FAJKLEWICZ*, Jan PAUL**, Janusz RADOMIŃSKI*, Edward STEWARSKI* * Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków ** ZUG Ma-Pa, Piekary Śląskie

Przydatność metody georadarowej w rozwiązywaniu zagadnień geologiczno inżynierskich w górnictwie odkrywkowym

ZASTOSOWANIE GEOMETRII INŻYNIERSKIEJ W AEROLOGII GÓRNICZEJ

Inwentaryzacja wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych terenach zlikwidowanych podziemnych zakładów górniczych

NUMERYCZNA ANALIZA MOŻLIWOŚCI UTRATY STATECZNOŚCI WYROBISK ZLOKALIZOWANYCH NA NIEWIELKIEJ GŁĘBOKOŚCI

S P R A W O Z D A N I E. Geodezja i geofizyka w projekcie: Novo castro prope Tschirnen. Uroczysko Nowoszów w Borach Dolnośląskich

Fundamenty na terenach górniczych

KARTA PRZEDMIOTU. 2. Kod przedmiotu: N Iz-GGiP/36

Dokumentowanie warunków geologiczno-inżynierskich w rejonie osuwisk w świetle wymagań Eurokodu 7

Karta dokumentacyjna naturalnego zagrożenia geologicznego działalność górnicza Deformacje nieciągłe

2. Kopalnia ČSA warunki naturalne i górnicze

Geodezyjne i geofizyczne rozpoznanie zagrożenia zapadliskowego

3. Składowe wektora indukcji (lub wektora natężenia) pola magnetycznego Ziemi

Karta dokumentacyjna naturalnego zagrożenia geologicznego działalność górnicza Deformacje nieciągłe

Przyczynek do badań mikrograwimetrycznych naruszeń powierzchni szlaków komunikacyjnych w wyniku podziemnej eksploatacji górniczej

LOKALNE ZMIANY RODZAJU GRUNTÓW JAKO PRZYCZYNA WYSTĄPIENIA REZYDUALNYCH ZMIAN SIŁY CIĘŻKOŚCI W REJONIE ZAPADLISKA PRZY SZYBIE V KWK SZCZYGŁOWICE

Mariusz CZOP. Katedra Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej AGH

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

WGGIOŚ Egzamin inżynierski 2014/2015 WYDZIAŁ: GEOLOGII, GEOFIZYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA KIERUNEK STUDIÓW: GÓRNICTWO I GEOLOGIA

KARTA PRZEDMIOTU. 2. Kod przedmiotu: NIz-BPiOP/32

WYKORZYSTANIE ATRYBUTÓW SEJSMICZNYCH DO BADANIA PŁYTKICH ZŁÓŻ

Uchwała nr XLIV/315/09 Rady Miejskiej w Nowogrodźcu z dnia 12 mają 2009r.

Janusz MADEJ, Sławomir PORZUCEK, Zbigniew SZCZERBOWSKI, Monika ŁÓJ Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Warszawa, dnia 15 grudnia 2016 r. Poz. 2023

Karta dokumentacyjna naturalnego zagrożenia geologicznego działalność górnicza Deformacje nieciągłe

ZASTOSOWANIE METODY TOMOGRAFII ELEKTROOPOROWEJ DO LOKALIZACJI STRUKTUR KRASOWYCH

PORÓWNANIE METOD NORMATYWNYCH PROJEKTOWANIA OBUDOWY STALOWEJ ŁUKOWEJ PODATNEJ STOSOWANEJ W PODZIEMNYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH***

KARTA PRZEDMIOTU. 2. Kod przedmiotu: SI-BPiOP/33

Zbigniew SZCZERBOWSKI, Jerzy ZIĘTEK, Łukasz ORTYL Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Zastosowanie geofizyki do badań środowiskowych

Dokumentacja i badania dla II kategorii geotechnicznej Dokumentacja geotechniczna warunków posadowienia.

INIEKCYJNE WZMACNIANIE GÓROTWORU PODCZAS PRZEBUDÓW WYROBISK KORYTARZOWYCH JAKO SPOSÓB ZAPOBIEGANIA OBWAŁOM SKAŁ I SKUTKOM TYCH OBWAŁÓW

OKREŚLENIE LOKALIZACJI CHODNIKA PRZYŚCIANOWEGO W WARUNKACH ODDZIAŁYWANIA ZROBÓW W POKŁADZIE NIŻEJ LEŻĄCYM**

Metody oceny stanu zagrożenia tąpaniami wyrobisk górniczych w kopalniach węgla kamiennego. Praca zbiorowa pod redakcją Józefa Kabiesza

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

HAZARD TO THE SURFACE ARISING OUT OF THE OLD, SHALLOW MINING

Zbigniew FAJKLEWICZ*, Hubert MOJ**, Jan PAUL**, Janusz RADOMIŃSKI* Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków*; ZUG MA-PA, Piekary Śląskie**

WPŁYW DRENAŻU NA EFEKTYWNOŚĆ ODMETANOWANIA W KOPALNI WĘGLA**

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 20/10

WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE

OKREŚLENIE NISZCZĄCEJ STREFY WPŁYWÓW DLA ZJAWISK SEJSMICZNYCH. 1. Wprowadzenie. Jan Drzewiecki* Górnictwo i Geoinżynieria Rok 32 Zeszyt

Rozporządzenie Ministra Środowiska 1) z dnia 22 czerwca 2005 r. (Dz.U. Nr 116, poz. 982)

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

EMISJA GAZÓW CIEPLARNIANYCH Z NIECZYNNEGO SZYBU - UWARUNKOWANIA, OCENA I PROFILAKTYKA

Analiza stateczności zbocza

dotyczą całego obszaru planu X Wskazanie wykracza poza kompetencje ustaleń planu X Wskazanie wykracza poza kompetencje ustaleń planu

Badania grawimetryczne terenów naruszonych eksploatacją górniczą

Charakterystyka warunków geologiczno-inżynierskich podłoża Krakowa z uwzględnieniem nawarstwień historycznych

GEOTEKO Serwis Sp. z o.o. OPINIA GEOTECHNICZNA DLA PROJEKTU PŁYTY MROŻENIOWEJ LODOWISKA ODKRYTEGO ZLOKALIZOWANEGO PRZY UL. POTOCKIEJ 1 W WARSZAWIE

Próba określenia rozkładu współczynnika tłumienia na wybiegu ściany 306b/507 w KWK Bielszowice metodą pasywnej tłumieniowej tomografii sejsmicznej

Analiza efektywności rejestracji przyspieszeń drgań gruntu w Radlinie Głożynach

ANALIZA ZALEŻNOŚCI MIĘDZY GEOMECHANICZNYMI PARAMETRAMI SKAŁ ZŁOŻOWYCH I OTACZAJĄCYCH NA PRZYKŁADZIE WYBRANYCH REJONÓW GÓRNICZYCH KOPALŃ LGOM. 1.

Zastosowanie metody MASW do wyznaczania profilu prędkościowego warstw przypowierzchniowych

OPINIA GEOTECHNICZNA dla potrzeb projektu przebudowy drogi powiatowej nr 2151K polegającej na budowie chodnika z odwodnieniem w m.

PL B1. Sposób podziemnej eksploatacji pokładowych i pseudopokładowych złóż minerałów użytecznych BUP 07/04

WARSZTATY 2007 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

Podhalańska Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nowym Targu

METODYKA POSZUKIWAŃ ZLÓŻ ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO

BADANIA GRAWIMETRYCZNE ZIEMNYCH OBIEKTÓW HYDROTECHNICZNYCH HYDROTECHNICAL EARTH EMBANKMENTS GRAVITY SURVEY

AKTYWNOŚĆ SEJSMICZNA W GÓROTWORZE O NISKICH PARAMETRACH WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH NA PRZYKŁADZIE KWK ZIEMOWIT

Badania środowiskowe w procesie poszukiwania i rozpoznawania gazu z formacji łupkowych

ANALIZA SPEKTRALNA DRGAŃ BUDYNKU WYWOŁANYCH WSTRZĄSAMI GÓRNICZYMI. 1. Wstęp. 2. Analiza spektralna drgań budynku

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel


ODKSZTAŁCENIA I ZMIANY POŁOŻENIA PIONOWEGO RUROCIĄGU PODCZAS WYDOBYWANIA POLIMETALICZNYCH KONKRECJI Z DNA OCEANU

Klimatyzacja centralna w Lubelskim Węglu Bogdanka S.A.

Janusz MADEJ, Sławomir PORZUCEK, Kamila WAWRZYNIAK Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Kraków

Transkrypt:

Nr 117 Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej Nr 117 Studia i Materiały Nr 32 26 stare wyrobiska górnicze, metody geofizyczne, mikrograwimetria Zbigniew FAJKLEWICZ*, Tadeusz MIKOŚ**, Janusz RADOMIŃSKI* GEOFIZYCZNE POSZUKIWANIA FORM ANTROPOGENICZNYCH, W TYM STARYCH WYROBISK GÓRNICZYCH, W ZŁOTYM STOKU Wyniki badań mikrograwimetrycznych przeprowadzonych na obszarze Złotego Stoku wskazują na możliwość zastosowania tam bezinwazyjnych badań geofizycznych w celu wykrycia podziemnych wyrobisk górniczych, które pozwoliłyby rozbudować i uatrakcyjnić istniejące podziemne trasy turystyczne. Badania te są kontynuacją prac prowadzonych na terenie dawnej kopalni złota w Głuchołazach. Podstawowe informacje dotyczące wyników pomiarów mikrograwimetrycznych w Głuchołazach są również przedstawione w tym opracowaniu. Jak dotąd nie podjęte zostały badania geotechniczne mające na celu wyjaśnienie genezy wykrytych ujemnych mikroanomalii siły ciężkości. Jest to jednak jedyna droga postępowania w celu ekonomicznego rozpoznania sieci wyrobisk górniczych, występujących w pobliżu podziemnej trasy turystycznej. 1. WSTĘP Analiza materiałów archiwalnych, map górniczych, opisów choć dostarcza cennych informacji nie zawsze prowadzi do rozpoznania zaszłości górniczych na rozpatrywanym terenie, zwłaszcza, gdy dotyczy starych wyrobisk, niejednokrotnie przekraczających kilkaset lat istnienia. Podobnie wiele innych podziemnych wyrobisk o różnym przeznaczeniu, dawno opuszczonych i zapomnianych czeka na ponowne odkrycie i inwentaryzację. Poprzez wykonanie otworów wiertniczych wykrycie i lokalizacja płytko zalegających wyrobisk podziemnych, a następnie stwierdzenie, czy są one niewypełnione, częściowo, lub całkowicie podsadzone jest nieekonomiczne. Metodami efektywnymi które mogą znacząco pomóc w rozwiązywaniu tych problemów są bezinwazyjne badania geofizyczne [9]. W górotworze występować mogą naturalne przestrzenie podziemne nie wypełnione materiałem skalnym, powstałe w wyniku procesów geologicznych, np. pustki krasowe, szczeliny pochodzenia * Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, 3-59 Kraków, al. Mickiewicza 3 ** Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, 3-59 Kraków, al. Mickiewicza 3

64 tektonicznego, pory sufozyjne itp. Tworzą one kawerny, pieczary, jary, groty. W górotworze występują też pustki pochodzenia sztucznego. Jeśli usunięcie skały wykonane zostało w sposób zamierzony przez człowieka mamy do czynienia z pustkami (formami) antropogenicznymi. Zalicza się do nich głównie wyrobiska górnicze różnego typu i przeznaczenia. Ich poszukiwaniami i lokalizacją zajmują się geofizycy. 2. POSZUKIWANIA GEOFIZYCZNE FORM ANTROPOGENICZNYCH Wśród metod geofizycznych największe zastosowanie podczas lokalizacji wyrobisk podziemnych znalazły cztery metody: metoda elektrooporowa w wersji wielopoziomowych profilowań, metoda mikrograwimetryczna, metoda sejsmiczna w wersji prześwietlania, metoda georadarowa. Mimo wielu zalet metoda elektrooporowa nie umożliwia określenia rozmiaru pustki w górotworze. Do wykrywania pustek w badanym rejonie stosuje się trzy pozostałe metody geofizyczne. Metoda mikrograwimetryczna Metoda ta bazuje na badaniu mikroanomalii siły ciężkości spowodowanych niejednorodnym rozkładem mas skalnych w górotworze, dlatego stosuje się ją do wykrywania pustek poeksploatacyjnych i do badań stanu górotworu naruszonego eksploatacją górniczą. W tym zakresie ma ona praktyczny zasięg głębokościowy do ok. 3 m. Jest uznawana za tanią i skuteczną metodę określenia rozmiaru pustki, lub zasięgu strefy spękań. Metoda sejsmiczna Do wykrywania pustek stosuje się skutecznie refleksyjny wariant badań oraz odmianę refrakcyjną. W metodzie refleksyjnej bazuje się na falach odbitych od poszczególnych granic (geologicznych). Wzbudzane drgania rozprzestrzeniają się w postaci fali w głąb ośrodka. Fale drgań odbijają się od granic warstw. Rozstawione geofony wzdłuż określonej linii rejestrują czasy przyjścia fal podłużnych odbitych od poszczególnych granic warstw. Rozkład czasów przebiegu fal i ich energie pozwalają ocenić prędkości i oszacować rozmiary stref anomalnych. Metoda georadarowa Polega na wysyłaniu impulsów fal elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości 1 8 MHz w głąb górotworu i badaniu fal odbitych. Można ją stosować do wykrywania pustek, określenia stanu naruszenia górotworu, lokalizacji starych szybów. Jej wadą jest ograniczony zasięg głębokościowy oceniany na ok. 2 m. Zaletą jest duża dokładność lokalizacji niejednorodności badanego ośrodka. Poza ww. znane są także inne metody, ale ich stosowanie ograniczone jest do specjalnych przypadków, dla których dobiera się indywidualnie schematy i oprzyrządowanie.

Spośród wymienionych metod poszukiwań w wielu przypadkach szczególnie do tego celu predysponowana jest metoda mikrograwimetryczna, zapoczątkowana w latach sześćdziesiątych XX wieku w AGH w Krakowie i stosowana w zespole geofizyków pod kierunkiem prof. Z. Fajklewicza [1, 2, 8]. Obiektem zainteresowania i studiów tego zespołu badaczy są historyczne zabytki troglodyczne, czyli każda przestrzeń podziemna stworzona dla różnych celów przez człowieka. Oprócz wyrobisk górniczych w postaci komór i chodników są to m.in. podziemne pomieszczenia mieszkalne zarówno gospodarcze, jak i militarne, fortyfikacje, piwnice, komory, tunele i korytarze, jak również podziemne obiekty kultu religijnego w postaci katakumb, krypt i grobowców. Są one małymi formami antropogenicznymi [4]. W metodzie mikrograwimetrycznej omawiane pustki podziemne traktuje się jako pewien obszar ubytku masy ośrodka skalnego, co znajduje odzwierciedlenie w postaci ujemnych mikroanomalii siły ciężkości. Inaczej mówiąc, metoda mikrograwimetryczna opiera się na możliwości detekcji ujemnych anomalii grawimetrycznych generowanych przez wyrobiska podziemne. W trakcie wieloletnich prac badawczych i poszukiwawczych zauważono, że efektywność metody mikrograwimetrycznej jest znacznie wyższa, niż może to wynikać z jej podstaw teoretycznych. To znaczy z takich podstaw, w których zasięg głębokościowy metody wyznacza się na podstawie obliczania składowej pionowej przyciągania newtonowskiego, od samej pustki aproksymowanej regularną bryłą geometryczną (pustka kulista, walcowa). W rzeczywistości pustki leżące blisko powierzchni wywołują anomalie siły ciężkości o większej amplitudzie niż wynika to z takich obliczeń. Zjawisko to jest wynikiem procesów fizycznych zachodzących w skałach otaczających pustkę. Miedzy innymi zachodzą zmiany w rozkładzie ich gęstości w bezpośrednim sąsiedztwie omawianej pustki. Proces deformacji ma najbardziej intensywny przebieg w skałach stropowych. Inaczej mówiąc, na efekt anomalny wywołany przez pustkę istotny wpływ ma strefa rozluźnienia skał [3]. Wg obliczeń J. Sachsa [12] strefa rozluźnienia wokół modelu pustki kulistej poprawia efekt jej wykrycia przeciętnie około pięciokrotnie. Wynika z tego, że pustka skalna generuje swoje pole grawitacyjne, które jest sumą działania samej pustki i spowodowanych przez nią zmian gęstości w skałach ją otaczających. Są one wynikiem spękań rozwijających się w skałach otaczających i odkształceń objętościowych [7]. Podziemne wyrobiska historyczne można podzielić na dwie kategorie [1, 11]. Kategoria pierwsza obejmuje podziemne pustki niegdyś zaprojektowane w celu ich długotrwałej używalności. Wyrobiska takie posiadają na ogół niezniszczoną obudowę (konstrukcję) i zachowaną stateczność ośrodków skalnego lub gruntowego wokół tych wyrobisk. Drugą kategorię wyrobisk historycznych stanowią obiekty uszkodzone, częściowo zawalone, podsadzone lub zasypane. Zachodzące w czasie procesy dezintegracji 65

66 spowodowały wokół obiektów tej kategorii duże zmiany fizyczne ośrodka skalnego. Obie kategorie posiadają wspólną cechę, a mianowicie iloraz miąższości skał nadkładowych do wysokości wyrobisk jest liczbą małą, gdyż wyrobiska historyczne są na ogół usytuowane płytko. Równocześnie w niekorzystnych warunkach oba rodzaje wyrobisk mogą spowodować procesy nieciągłego osiadania powierzchni terenu w postaci zapadlisk powierzchniowych i liniowych. Przedmiotem zainteresowania są takie wyrobiska historyczne, do których dostęp jest aktualnie nieznany, bądź niemożliwy; stąd niezbędne jest wykonanie badań pomiarowych dla ich lokalizacji. Mając na uwadze zróżnicowane kategorie stanu wyrobisk i otaczającego je górotworu należy spodziewać się odmiennych wyników pomiarów geofizycznych [3]. Dla wyrobisk posiadających dobrze zachowaną, solidną obudowę anomalie pomiarów mikrograwimetrycznych będą bardziej wyraziste; świadczy to równocześnie o zachowanej stateczności skał otaczających. W odróżnieniu od wyrobisk młodych, górotwór w otoczeniu wyrobisk historycznych znajduje się w stanie ostatecznie uformowanych zmian gęstościowych i ustalonego wtórnego stanu naprężeń. Badając zmiany gęstości skał można zlokalizować nieznane obiekty historyczne i ich zasięg. Metoda mikrograwimetryczna, zapoczątkowana ponad 4 lat temu w AGH w Krakowie została zastosowana z pozytywnym wynikiem w wielu rejonach Polski, gdzie określono m. in. współrzędne i zasięg starych piwnic i podziemnych składów kupieckich (Chełm, Sandomierz, Kraków) zlokalizowano przebieg starych korytarzy w Neolitycznej Kopalni Krzemienia w Krzemionkach k. Ostrowca Świętokrzyskiego, zasięg grot (Smocza Jama) i podziemnych starych wyrobisk (Miedzianka k. Kielc). Metodykę tę stosowano również wielokrotnie do lokalizacji pustek poeksploatacyjnych po płytkich starych podziemnych wyrobiskach górniczych, zasypanych szybów na terenie Dolnego i Górnego Śląska oraz Rejonu Olkuskiego. Ponadto wykonywane były specjalistyczne badania poszukiwawcze na zlecenie Głównej Komisji Badań Zbrodni Hitlerowskich (Sandomierz, Katowice, Czeladź, Książ k. Wałbrzycha i inne miejscowości Dolnego Śląska). Badania nad zastosowaniem pomiarów mikrograwimetrycznych do wykrywania płytko występujących pod powierzchnią terenu małych rozmiarów form antropogenicznych, podjęte zostały ze względu na ich dużą wartość poznawczą. Są to podziemne chodniki, komory, sztolnie, filary ochronne i szyby, których lokalizacja nie jest już dzisiaj znana. Najczęściej formy te występują pod powierzchnią miast górniczych, które rozwijały się na terenach starej, płytkiej eksploatacji podziemnej. Zakres tych prac nie jest już dziś dokładnie znany [8]. W związku ze zmianami struktury budownictwa oraz intensyfikacją ruchu ulicznego pustki występujące pod miastami stwarzają duże zagrożenie dla stabilności poszczególnych budowli i urządzeń przemysłowych a więc i dla zamieszkującej tam

67 ludności. Jest to problem pierwszorzędnej wagi. Nawet przy zachowaniu budownictwa tradycyjnego, płytko występujące pod powierzchnią terenu stare wyrobiska górnicze, nie wykryte w porę, mogą z upływem czasu doprowadzić do kompletnego zniszczenia zabudowy miasta. Umiejętność szybkiego wykrywania takich form metodą mikrograwimetryczną pozwala przywracać wartość użytkową terenom byłej podziemnej eksploatacji górniczej, dla potrzeb budownictwa mieszkaniowego i przemysłowego. 3. WCZEŚNIEJSZE BADANIA MIKROGRAWIMETRYCZNE WYKONANE W REJONIE HISTORYCZNEGO WYDOBYCIA ZŁOTA W GŁUCHOŁAZACH Poniżej przedstawiony jest przykład wykrywania i inwentaryzacji płytkich pustek podziemnych o znaczeniu historycznym w nieczynnej kopalni złota w Głuchołazach [5, 11]. W przygranicznym rejonie, położonym pomiędzy Głuchołazami po stronie polskiej a Zlátymi Horami w Czechach, plemiona celtyckie a potem słowiańskie prowadziły eksploatację złota stosując tzw. miękką eksploatację podziemną polegająca na drążeniu szybów, sztolni poszukiwawczo-wydobywczych i długich sztolni odwadniających [11]. Przestrzenne usytuowanie tych starych wyrobisk, jak również ich lokalizacja nie są znane. O istnieniu tych wyrobisk świadczą dawne i obecne zapadliska powierzchni terenu rejestrowane od XVII w. Ostatnie miało miejsce w 21 r. w Konradowie, niedaleko przejścia granicznego Konradów Zláte Hory. Posiadało ono charakter historycznej szkody górniczej i było zwiastunem rozwijającego się procesu deformacji nieciągłych nad starymi wyrobiskami (rys. 1). Rys. 1. Zapadlisko powstałe w okolicy przejścia granicznego w Konradowie, Dolny Śląsk (fot. J. Radomiński, 23) Fig. 1. Subsidence plug in Konradów, Lower Silesia

68 Ponieważ konfiguracja przestrzenna przebiegu innych wyrobisk na tym terenie jak również ich ilość nie była znana w celu lokalizacji i inwentaryzacji wyrobisk potencjalnie grożących katastrofa zastosowano metodę mikrograwimetryczną [5]. Głównym celem badań było wykrycie stref rozwoju ekspansji pustek ku powierzchni terenu [5, 6]. Anomalie rezydualne (rys. 2) stanowią podstawę do wyodrębnienia lokalnych ujemnych anomalii siły ciężkości. 8 N 7 6 A 5 _C 4 3 D _ B 2 _ 1 - punkt pomiarowy - izolinie co.5 mgal -1 x, y - lokalny układ współrzędnych - zapadlisko - strefa zagrożona -2 - centra ujemnych mikroanomalii siły ciężkości 1 2 3 4 x, m - granice gęstościowe A,B,C,D - obszary ujemnych mikroanomalii siły ciężkości Rys. 2. Rozkład mikroanomalii siły ciężkości w rejonie zapadliska powstałego w pobliżu przejścia granicznego Konradów Zláte Hory Fig. 2. Distribution of the microgravity anomalies in the region of subsidence plug, Konradów, Lower Silesia

69 Występują one w obszarze zamkniętym przerywaną linią. Obszar ten oznaczono na rys. 2 literą A. Może on korelować się ze starą pradoliną występującą w spągu utworów czwartorzędowych. Wewnątrz tego obszaru występuje zapadlisko powstałe w styczniu 21 roku. Z nim związana jest lokalna mikroanomalia siły ciężkości B, sugerująca rozprzestrzenianie się wgłębne naruszenia górotworu od zapadliska w kierunku północno-zachodnim. Mikroanomalie C i D mają znacznie mniejsze amplitudy i niewielki zasięg poziomy, nie będą tutaj bliżej analizowane. Celem określenia głębokości źródła tej mikroanomalii przeprowadzono jej przedłużanie analityczne dla wykrycia punktu osobliwego pochodnej potencjału siły ciężkości. Dla przykładu wyniki takich obliczeń przedstawione są na rys. 3. Wynika z nich, że strop wydłużonego w pionie ciała zaburzającego leży na głębokości ok.15 m. g, mgal zapadlisko -, 2 anomalia B -y, m 4 3 2 h, m 1 2 3 4 5 -x, m - punkt osobliwy pola anomalii siły ciężkości - izolinie normowanego przedłużania analitycznego wykreśłone co,25 (wartości bezwymiarowe) Rys. 3. Wyniki przedłużania analitycznego w dół anomalii siły ciężkości g wzdłuż profilu I I w rejonie anomalii B. W górnej części rysunku przedstawiono moduł D-3 ujemnej mikroanomalii rezydualnej siły ciężkości B Fig. 3. Downward analytical continuation of gravity along the profile I I running across anomaly B. Upper part of figure presents model D-3 anomaly B

7 4. REKONESANSOWE BADANIA MIKROGRAWIMETRYCZNE WYKONANE NA TERENIE HISTORYCZNEJ KOPALNI ZŁOTA W ZŁOTYM STOKU Ze względu na objętość pracy, w referacie przedstawiono wyniki badań mikrograwimetrycznych wykonanych w pobliżu średniowiecznych wyrobisk. W tym najstarszym w Polsce centrum górniczo-hutniczym dotąd istnieje cała sieć niezidentyfikowanych, niedostępnych już korytarzy i komór, których długość przekracza 2 km pustek podziemnych. Podane przykłady możliwości wykrywania płytkich pustek podziemnych należy traktować jako badania rekonesansowe. Choć badania obejmowały kilka miejsc, w referacie podano jedynie wyniki badań w rejonie Placu Kościelnego i Kamieniołomu. Pomiary siły ciężkości przeprowadzono nowoczesnym grawimetrem typu Scintrex CG-3 Autograv produkcji kanadyjskiej. Przyrządy tej klasy zapewniają uzyskanie dokładności pomiarów, dochodzącej do ±,1 mgal i powtarzalności wyników do ±,5 mgal. Plac Kościelny Badania metodą mikrograwimetryczną wykonane zostały w celu określenia niejednorodności gęstościowych płytkiego podłoża na obszarze Placu Kościelnego w Złotym Stoku (rys. 4). W rejonie tym wg ustnych przekazów mogło istnieć połączenie podziemne między budynkami szkoły i kościoła, a mennicą. Lokalizacja takiego korytarza była celem badań. Prace terenowe zrealizowano w lipcu 23 roku. Zaplanowane i zrealizowane pomiary objęły swym zasięgiem obszar utworzony przez 5 punktów pomiarowych. Rys. 4. Rejon badań mikrograwimetrycznych, Plac Kościelny, Złoty Stok (fot. J. Radomiński, 23) Fig. 4. Area of microgravity measurements on Church s square. Złoty Stok, Lower Silesia Anomalie rezydualne, przedstawione na rys. 5 odwzorowują nawet niewielkich rozmiarów elementy strukturalne, występujące w kompleksie geotechnicznym. Zmiany mikroanomalii rezydualnych dla całego obszaru badań wynoszą od,19 mgal do,27 mgal.

71 y, m 15 A Mennica 51 52 53 54 55 56 57 58 59 D budynek 31 32 33 34 35 36 37 38 39 31 311 312 313 314 315 1 6 61 62 63 64 65 66 67 68 69 B 4 41 42 43 44 45 46 47 48 49 5 71 79 78 77 76 75 5 1 15 2 25 3 35 4 45 x, m Kościół C ulica Rys. 5. Rozkład mikroanomalii sił ciężkości na Placu Kościelnym w Złotym Stoku Fig. 5. Distribution of microgravity anomalies on the Church s square in Złoty Stok, Downer Silesia Rejony anomalii ujemnych, których środki oznaczono literami A, B, C i D odpowiadają lokalnym strefom obniżonej gęstości w górotworze. Anomalie B i C uznano jako obszary wymagające szczególnego zainteresowania. Kształt tych anomalii ujemnych nie sugeruje aby mogły one odpowiadać podziemnym korytarzom. Kamieniołom Kolejne badanie wykonane metodą mikrograwimetryczną zrealizowano na terenie kamieniołomu w pobliżu wejścia turystycznego do Sztolni Czarnej Dolnej (rys. 6). Miało one na celu zinwentaryzowanie obiektów podziemnych znajdujących się w tym rejonie. W tym celu zostały wykonane badania mikrograwimetryczne. W profilu o długości 32 m wykonano pomiary w 31 punktach pomiarowych (rys. 6). W profilu tym wykryte zostały ujemne mikroanomalie siły ciężkości A, B i C zaznaczone na rys. 6 strzałkami. W tym miejscu omówiono tylko anomalię ujemną C, zlokalizowaną w pobliżu przejścia do Podziemnej Trasy Turystycznej. Na rys. 7 przedstawiono anomalię ujemną C i wyniki jej przedłużania analitycznego. Punkt osobliwy przedłużania analitycznego anomalii C występuje na głębokości ok. 7 m, a rozpad pola na głębokości ok. 2 m p.p.t. W wyniku badań geofizycznych, stwierdzono potrzebę dalszego rozpoznania wierceniami poszukiwawczymi. Efektem tego mogłaby być próba udostępnienia kolejnych wyrobisk podziemnych, a w konsekwencji dalsza rozbudowa Podziemnej Trasy Turystycznej.

72 A B C Rys. 6. Złoty Stok Kamieniołom, profil badań wraz z zaznaczonymi miejscami występowania rezydualnych mikroanomalii ujemnych (fot. J. Radomiński, 23) Fig. 6. Profile of microgravity measurements in stone-pit, Złoty Stok, Lower Silesia A, B, C negative local microgravity anomalies g [mgal],4,2, -,2 -,4 1 2 3 4 5 6 7 8 [m] -1-2 -3-4 -5-6,5-1 -7 1 2 3 4 5 6 7 8 [m] [m ppt] - punkt osobliwy pola anomalii siły ciężkości - izolinie normowanego przedłużania analitycznego wykreślone co,2 (wartości bezwymiarowe) -,5-1 -,5,5 1 Rys. 7. Mikroanomalia siły ciężkości C i wyniki jej przedłużania analitycznego Rejon Kamieniołomu Złoty Stok Fig. 7. Microgravity anomaly C and its downward analytical continuation. Stone-pit, Złoty Stok, Lower Silesia

73 LITERATURA [1] FAJKLEWICZ Z., Zastosowanie metod geofizycznych do wykrywania uskoków i pustek w górotworze. Ochrona Terenów Górniczych, Wyższy Urząd Górniczy w Katowicach, 1967, nr 2, s.11 26. [2] FAJKLEWICZ Z., Gravity vertical gradient measurements for the detection of small geologic and anthropogenic form. Geophysics, 1976, 41, s. 116 13. [3] FAJKLEWICZ Z., MIKOŚ T., RADOMIŃSKI J., STEWARSKI E., Własności fizyczne górotworu w sąsiedztwie pustek i ich grawimetryczne rozpoznawanie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 21. [4] FAJKLEWICZ Z., MIKOŚ T., RADOMIŃSKI J., STEWARSKI E., Przykłady zastosowania metod geofizycznych do lokalizacji historycznych wyrobisk podziemnych., Materiały Sympozjum Warsztaty 21, nt. Zagrożeń naturalnych w górnictwie, Kraków 21. [5] FAJKLEWICZ Z., MIKOŚ T., RADOMIŃSKI J., STEWARSKI E., Zapadliska terenu spowodowane średniowieczną eksploatacją złota na pograniczu polsko-czeskim w rejonie Głuchołaz. Konf. Nauk. Techn., Zabezpieczanie i rewitalizacja podziemnych obiektów zabytkowych, Kraków Bochnia 21. [6] FAJKLEWICZ Z., MIKOŚ T., RADOMIŃSKI J., STEWARSKI E., Lokalizacja i inwentaryzacja wyrobisk związanych z dawną eksploatacją złota w rejonie miasta i gminy Głuchołazy, Głuchołazy, 18 19 marca 22. [7] FAJKLEWICZ Z., PIWOWARSKI W., RADOMIŃSKI J., STEWARSKI E., TAJDUŚ A., Monografia: Badania zmian deformacyjnych w górotworze. Agencja Wydawniczo-Poligraficzna, Kraków 24. [8] FAJKLEWICZ Z., Grawimetria stosowana. Wyd. AGH. Kraków 25, w druku. [9] KRZESZOWIEC M., POLAK P., RADOMIŃSKI J., Bezinwazyjna lokalizacja i kontrola pustek podziemnych z zastosowaniem metody mikrograwimetrycznej i mikrokamery otworowej wybrany przykła., Konferencja naukowo-techniczna, Kraków Bochnia, 21 22 września 21. [1] MIKOŚ T., Metodyka kompleksowej rewitalizacji, adaptacji i rewaloryzacji zabytkowych obiektów podziemnych z wykorzystaniem technik górniczych. Uczelniane Wydawnictwa AGH, Kraków 25. [11] MIKOŚ T., Europejskie dziedzictwo kopalnictwa złota w rejonie Głuchołaz. Konf. Nauk. Techn., Zabezpieczanie i rewitalizacja podziemnych obiektów zabytkowych, Kraków Bochnia 21. [12] SACHS J. 1985, Poszukiwanie pustek i prognozowanie zagrożeń powierzchni w obszarach dawnej eksploatacji górniczej na podstawie badań geofizycznych. Materiały I Krajowej Konferencji Nauk. Techn. Zastosowanie metod geofizycznych w górnictwie kopalin stałych, t. II, Jaworze, 6 8 listopada 1985. Wyd. AGH, Kraków, s. 33 38. GEOPHYSICAL DETECTION OF SUBSURFACE ANTHROPOGENIC FORMS INCLUDING THE MINE WORKINGS ON THE AREA OF ZŁOTY STOK In the paper application of microgravity method for subsurface mine workings detection is presented. The mean aim of these measurements was to detect the mine galleries of old gold mines in Głuchołazy and Złoty Stok areas in Lower Silesia region. Among the others geophysical method, the microgravity was chosen due to its effectivity and low cost. Microgravity research means the determination of microanomalies of high confidence level, taking into consideration all factors that creates it. The results of the microgravity method applications are presented on the figures.