Agnieszka Krzyżanowska, nadsztygar ds. tąpań w ruchu Bielszowice kopalni Ruda, każdego dnia „pilnie słucha śpiewu górotworu”. Tak opowiada o swojej pracy. Dla geofizyka górotwór nie jest niemy. Przemawia setkami dźwięków, stukami, zgrzytami i trzaskami. Trzeba umieć je czytać.
Bez geofizyków żadna kopalnia się nie obejdzie. To właśnie oni czuwają nad bezpieczeństwem pracujących na dole górników, wpatrzeni w sejsmometry rejestrujące aktywność górotworu wywołaną robotami górniczymi.
– Rejestrujemy wstrząsy indukowane eksploatacją węgla lub drążeniem przodków. Te o większej sile prowokowane są eksploatacją ścian. Pozostałe, o mniejszej sile, zwykle towarzyszą robotom przodkowym. Przy czym tąpnięcie to zjawisko dynamiczne spowodowane wstrząsem górotworu, w wyniku którego wyrobisko lub jego odcinek uległo gwałtownemu zniszczeniu lub uszkodzeniu i nastąpiła całkowita lub częściowa utrata jego funkcjonalności lub bezpieczeństwa użytkowania. Tąpnięcia często są mylnie utożsamiane z każdym wstrząsem pochodzenia górniczego – zwraca uwagę Agnieszka Krzyżanowska, która od 18 lat zajmuje się problematyką sejsmologii górniczej.
Szkopuł w tym, żeby nadchodzący wstrząs móc przewidzieć i przeciwdziałać mu poprzez prowadzenie skutecznej profilaktyki zabezpieczającej. Czy jest to w ogóle możliwe? Otóż w wielu przypadkach tak. Należy po prostu pilnie obserwować zachowanie górotworu, i gdy ryzyko wstrząsu rośnie, natychmiast go odprężać np. za pomocą strzelań profilaktycznych, rozładowując nadmiar skumulowanej w nim energii.
Wstrząs o magnitudzie 2,9 st. w skali Richtera zaliczany jest do wysokoenergetycznych, najsilniejszych, jakie notowane są na Śląsku. Lecz bywa, że ziemia zatrzęsie się jeszcze bardziej, tak jak to było wiosną ub.r. właśnie w ruchu Bielszowice. Wówczas aparatura wskazała magnitudę ponad 3,2 st. w skali Richtera. Najsilniejsze wstrząsy występują głównie tam, gdzie są uskoki tektoniczne.
– Każdego dnia odnotowujemy dziesiątki wstrząsów, choć większość jest w ogóle nieodczuwalna. W Europejskiej Skali Mikrosejsmologicznej pierwsze trzy grupy obejmują jedynie drgania odczuwalne przez pojedyncze osoby. Jednak do grupy czwartej zalicza się już wstrząsy powszechnie odczuwalne przez nieliczne osoby przebywające na zewnątrz domów i większość osób, które przebywają wewnątrz swych mieszkań. Towarzyszy im lekkie kołysanie się przedmiotów i naczyń. Silniejsze zjawiska pochodzenia górniczego o magnitudzie powyżej 4,0 należą już na Górnym Śląsku do rzadkości – wskazuje dalej Agnieszka Krzyżanowska.
Pracownicy działu tąpań każdego dnia pilnie śledzą ruchy górotworu. Posługują się przy tym metodami: sejsmologiczną, sejsmoakustyczną wierceń małośrednicowych, a także potencjalną oceną stanu zagrożenia tąpaniami. Na podstawie zebranych informacji tworzona jest dobowa ocena stanu zagrożenia tąpaniami. Gdy przedstawia się niekorzystnie, należy natychmiast działać w trosce o bezpieczeństwo załogi.
– Wstrzymanie przodka lub wykonanie dodatkowej profilaktyki przeciwtąpaniowej, zmiana technologii urabiania lub sposób prowadzenia przodka – takie decyzje podejmowane są najczęściej. Bywa, że konieczne jest wiercenie otworów do profilaktyki tąpaniowej w ścianach i wyrobiskach, aby móc przeprowadzić strzelania torpedujące lub wstrząsowe. Niejednokrotnie musimy wycofywać ludzi z rejonu robót, bo nawet przy wstrząsach niskoenergetycznych czoło przodka ulega odspojeniom i opadają bryły węgla. Tąpnięcia są zjawiskami bardzo groźnymi, często powodującymi niszczenie wyrobisk górniczych i stwarzającymi bezpośrednie zagrożenie dla życia ludzkiego – uczula Agnieszka Krzyżanowska.
Gdy sytuacja na danym froncie robót się komplikuje, do pracy przystępuje kopalniany zespół ds. tąpań, w skład którego wchodzą: dyrektor kopalni, naczelny inżynier, główni inżynierowie poszczególnych działów, nadsztygarzy, a w razie konieczności także naukowcy wyspecjalizowani w geofizyce. Wypracowane przez to gremium wnioski stanowią podstawę do podejmowania dalszych decyzji.
Warto wiedzieć, że metodami obliczeń energii wstrząsów górotworu na Górnym Śląsku zajmowali się w Głównym Instytucie Górnictwa: Zofia Wierzchowska, była szefowa Zakładu Tąpań, oraz prof. Józef Dubiński, kiedyś naczelny dyrektor GIG. Dokładnie pół wieku temu opracowali oni wzór na przeliczenie energii sejsmicznej na magnitudę: log Es = 1,8 + 1,9 ML, gdzie Es oznacza energię sejsmiczną podawaną przez kopalniane stacje geofizyki górniczej. Dla przykładu 8,0 x 10 do 8 J – to tzw. górnicza ósemka (800 000 000 J). Zastosowanie tego wzoru pozwala na uzyskanie magnitudy wstrząsu, tj. liczbowej miary jego wielkości. Energię wstrząsu podaną przez kopalnię 8,0 x 10 do 8 J trzeba następnie podstawić do kolejnego wzoru, który wyliczy magnitudę w skali Richtera. W tym przypadku wynosi ona 3,74. Ręczne wyliczenia są jednak na tyle żmudne, że geofizycy posługują się już specjalnym programem obliczeniowym.
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.
