Kiedy trzęsie się pod nami fotel, a w kredensach dzwonią talerze, to znak, że w skorupie ziemskiej nastąpiło gwałtowne rozładowanie naprężeń połączone z ruchem warstw skalnych. Najczęściej tego rodzaju zjawiska związane są z działalnością górniczą. Czasem zastanawiamy się, co też stało się tam na dole, skoro tak bardzo trzęsło osiedlem, i jak odczuli to trzęsienie sami górnicy.
Dokładnie 28 stycznia o godz. 8.40 w ruchu Halemba kopalni Ruda doszło do silnego wstrząsu o sile 2×10^7 J. Jego epicentrum miało miejsce w rejonie ściany 1C w pokładzie 405/1L. Był on odczuwalny także na dole.
Uczucie znane nurkom
- Wstrząsy górotworu na głębokości poniżej 800 m są zauważane jako gwałtowny ruch górotworu i mają wpływ na samopoczucie przebywających pod ziemią, zwłaszcza w rejonach bliskich epicentrum. Odczuwalna jest również zmiana ciśnienia towarzysząca tego rodzaju zjawiskom. Odnosi się wrażenie, jakby powietrze cofało się, aby po chwili powrócić z powrotem - opowiada Maciej Trzcionka, główny inżynier wentylacji w ruchu Halemba.
Wielu górników odczuwa np. ból ucha związany z nagłą zmianą ciśnienia, coś podobnego do zjawiska towarzyszącego podróżnym w trakcie lądowania samolotu. Uczucie to znane jest także nurkom. Przede wszystkim jednak w trakcie wstrząsu można usłyszeć odgłosy pracującego górotworu, dudnienie, trzaski i stuki.
- Nie są to przyjemne doświadczenia. Przepracowałem już swoje na dole, ale za każdym razem mam na plecach dreszczyk emocji i co tu kryć – strach przed tym, co może się stać w konsekwencji wstrząsu. Wiadomo, nasza wyobraźnia też pracuje - przyznaje Dawid Makieła, przodowy brygady zatrudnionej w ścianie 1C w pokładzie 405/1L.
Prawdopodobieństwo, że w wyniku wstrząsu ucierpią pracujący na dole ludzie i infrastruktura kopalniana, jest jednak dużo większe, niż gdyby miało coś złego nastąpić na powierzchni.
- Jest to mało prawdopodobne. Tak silne i jednocześnie długotrwałe wstrząsy, które mogłyby spowodować poważne uszkodzenia na powierzchni, są bardzo rzadkie. Obserwowane skutki najczęściej związane są ze stanem technicznym obiektu. Naturalnie celem zabezpieczenia załóg górniczych oraz infrastruktury, zarówno na dole, jak i na powierzchni prowadzona jest profilaktyka tąpaniowa. Obejmuje ona ciągłą obserwację stanu zagrożenia oraz inne działania mające na celu redukcję naprężeń w górotworze. Sposób jej prowadzenia uzależniony jest od poziomu zagrożenia w danym rejonie kopalni - wyjaśnia Kinga Grygonis, nadsztygar ds. tąpań w ruchu Halemba.
Górotwór co pewien czas oddaje swoją energię i nie ma na to rady. Takich wstrząsów nie da się przewidzieć, nawet nadzorując roboty przy pomocy czujników sejsmicznych. Można za to wyciągać wnioski z zaobserwowanych zdarzeń i próbować przeciwdziałać tego rodzaju zjawiskom. Pomocna jest zwłaszcza metoda geotomografii sejsmicznej, dzięki której istnieje możliwość zobrazowania prędkości fali sejsmicznej w górotworze, a to z kolei umożliwia ocenę stanu naprężeń, ułatwiając planowanie odpowiedniej profilaktyki dla konkretnej ściany. W razie konieczności wstrzymuje się roboty w zagrożonym rejonie.
Ruch ściany trzeba zatrzymać
- Jeżeli wstrząs z rejonu ściany miał siłę mniejszą lub równą 10^4 J, to wówczas, przy braku stwierdzonego oddziaływania na wyrobiska, eksploatacja może być kontynuowana. W przypadku, gdy jego siła przekroczyła 10^5 J, ruch ściany musi zostać wstrzymany na minimum 30 minut, a załoga wycofana w bezpieczne miejsca. Po upływie tego czasu następuje kontrola wyrobisk przyległych. Jeżeli nie stwierdzono skutków wstrząsu w wyrobiskach, można kontynuować wydobycie - dodaje Kinga Grygonis.
Bywają wstrząsy o sile 10^6 J. W takim przypadku ruch ściany musi być zatrzymany na minimum godzinę. Kontrola wyrobiska jest niezbędna. Inaczej przedstawia się procedura, gdy zaistniały wstrząs miał siłę 10^7 J i więcej. Wówczas powołuje się zespół ekspertów ds. zagrożeń. I to właśnie jego zadaniem jest podjęcie decyzji o terminie wznowienia wydobycia.
Co tu kryć, polskie górnictwo schodzi z eksploatacją coraz niżej. Głębokość niektórych pokładów sięga 1000 m albo jeszcze niżej. Zagrożenie tąpaniami jest zatem coraz większe. Dla przykładu w partii L pokładu 405/1 ruchu Halemba określono je na poziomie najwyższego – II stopnia.
– Kiedy liczba wstrząsów o energii przekraczającej wartość 1×10^5 J w rejonie ściany jest duża, podejmuje się działania związane z tzw. aktywną profilaktyką tąpaniową. Mają one na celu redukcję naprężeń w górotworze poprzez kontrolowane sprowokowanie wstrząsu i realizowane są najczęściej w postaci strzelań wstrząsowych lub torpedujących. Te ostatnie polegają na wykonaniu długich otworów strzałowych do warstw piaskowca, w których odpala się duży ładunek materiału wybuchowego. Z kolei w przypadku stosowania techniki ukierunkowanego hydroszczelinowania stropu, na końcach otworów wiertniczych wykonywane są tzw. szczeliny zarodnikowe. Do przygotowanych i uszczelnionych otworów wtłaczana jest woda pod ciśnieniem. Takie działanie powoduje rozwarstwienie skał wzdłuż zainicjowanych pęknięć – zwraca uwagę nadsztygar Kinga Grygonis.
Kopalniana stacja geofizyki w ruchu Halemba rejestruje średnio do 200 wstrząsów wysokoenergetycznych w ciągu roku. Nie wszystkie są odczuwalne na powierzchni. Zdecydowanie więcej na dole. Najmocniejszy z dotychczasowych miał miejsce w latach 90. ub. stulecia. Jego energia wyniosła 5×10^9 J. Warto też wiedzieć, że stopień szkód wywołanych działalnością górniczą i poziom ich odczuwania na powierzchni określa 4-stopniowa Górnicza Skala Intensywności Drgań GSI. Wstrząsy klasyfikowane do drugiego stopnia wskazującego na możliwość powstawania niewielkich uszkodzeń budynków, a silnie odczuwalne na powierzchni, notowane są sporadycznie.
Jeśli chcesz mieć dostęp do artykułów z Trybuny Górniczej, w dniu ukazania się tygodnika, zamów elektroniczną prenumeratę PREMIUM. Szczegóły: nettg.pl/premium. Jeżeli chcesz codziennie otrzymywać informacje o aktualnych publikacjach ukazujących się na portalu netTG.pl Gospodarka i Ludzie, zapisz się do newslettera.
