Osiadanie
Osiadanie jest lokalnym osiadanie powierzchni Ziemi, która jest wynikiem górnictwie . W uproszczeniu osiadania można opisać jako osuwanie się górnych warstw ziemi, gdy powstałe zagłębienia zamykają się po wydobyciu. W dłuższej perspektywie zasięg osiadania odpowiada więc z grubsza wydobytej w górnictwie objętości podpowierzchniowej. Jednak w szczególnych przypadkach wydobycie może również prowadzić do ekspansji niektórych warstw skalnych. Może to następnie doprowadzić do wzniesienia się gruntu . Osiadanie może wpłynąć na struktury i zmienić krajobrazy.
Podstawy
Podczas eksploatacji złoża podziemnego po wydobyciu surowców mineralnych pozostaje odpowiednio duża jama. Jeśli wisząca ściana nie jest podparta , nadkład włamuje się po krótkim czasie do otwartego ubytku i wypełnia go. Proces ten rozprzestrzenia się na powierzchnię ziemi, dzięki czemu po pewnym czasie ponownie pojawia się zwarta góra. Rozróżnia się osiadanie regularne i nieregularne. Osiadanie regularne jest stopniowe i równomierne, osiadanie nieregularne jest gwałtowne i nierównomierne aż do świtu . Regularne osiadanie jest typowe dla górnictwa głębinowego , nieregularne osiadanie spowodowane jest górnictwem okołodobowym. Stopień osiadania gór zależy od różnych czynników. Czynnikiem decydującym o głębokości zagłębienia jest to, czy ubytek został wypełniony zasypką, czy też prowadzono prace zasypką. Zastosowana metoda wydobycia decyduje o formie osiadania . Podczas korzystania z offsetu górskiego jest on skompresowany do 30 procent swojej objętości z powodu nacisku skał. W przypadku budowy terenu i budowy komór , górskie fortece początkowo zapobiegają osuwaniu się góry, jeśli te górskie fortece zostaną skradzione , wisząca ściana zostanie zniszczona. Jeżeli w górnictwie głębinowym stosuje się wydobycie lokalne, to następuje regularne osiadanie, natomiast wydobycie w ciągu dnia powoduje osiadanie nieregularne. Przy eksploatacji ścianowej występują regularne osiadania. W ekspansji i drążenie prowadzi do nieregularnego osiadania, góry są w ruchu na czas nieokreślony i jest stały ryzyko ubytków i powstawanie warstw skalnych. W konstrukcji zapadliska powstają duże ubytki, które z czasem zamykają się, powodując nieregularne osiadanie, a także przerwy w ciągu dnia.
Niecka obniżająca
Wskutek regularnego osiadania góry na powierzchni dnia tworzy się niecka obniżeniowa, zwana również niecką obniżeniową. Niecka depresyjna porusza się po powierzchni za kierunkiem wydobycia . Prowadzi to do poziomych i pionowych przemieszczeń i kompresji na powierzchni terenu. Prowadzi to do silnych naprężeń, zwłaszcza na krawędziach rynny obniżającej. O wielkości niecki tonącej decyduje nie tylko wielkość pola wykopu, ale również kąt załamania. Ten kąt załamania jest określony przez naturalny kąt nachylenia warstw górskich. Jest bardziej płaski w miękkich warstwach skał i bardziej stromy w litych warstwach. Ze względu na kąt złamania rynna dolna jest większa niż rzeczywiste pole wykopu. Oprócz typu góry istotny wpływ na kąt przełomu ma również położenie granic górniczych. W cywilnym wydobyciu węgla brunatnego zazwyczaj osiągany jest kąt załamania wynoszący 72 tony . W twardych skałach Zagłębia Ruhry kąt pękania, biorąc pod uwagę głębokość warstw, wynosi od 75,6 do 91 gonów. W Rudawach istniejące warstwy gnejsu opierają się na kącie zerwania 77,8 gon. Głębokość zagłębienia zależy od wysokości eksploatowanych pokładów i wynosi od 0,5 wysokości pokładu w przypadku wykopu do 0,9 razy w przypadku pęknięcia.
efekty
Ze względu na różną miąższość osadów osiadanie nie jest w każdym miejscu jednakowo silne. Prowadzi to do regionalnie zróżnicowanych osiadań, których różnice wysokości często sięgają kilku metrów, co skutkuje nierównomiernym osiadaniem terenu. Ma to duży wpływ na naturalny gradient rzek i strumieni w danym regionie. Ze względu na czas osiadania następuje zmiana odległości między poziomami wód gruntowych a odbiornikami. Z powodu osiadania w samym Zagłębiu Ruhry powstały tereny polderowe o powierzchni około 75 000 hektarów. Aby nie zalewać całych połaci terenu, osiadania powodują konieczność sztucznego utrzymywania wysokiego poziomu wód odbiorników. Odbywa się to poprzez nasypy, woda leżąca niżej musi być wpompowana do wód przyjmujących. Osiadanie często niszczy warstwy wodonośne, dzięki czemu wody gruntowe mogą spływać w dół. Osiadanie gór może również zmętnić wodę w głębokich studniach. Z powodu pęknięć węgla pokładowego, w wyniku osiadania, na powierzchni może nastąpić odgazowanie metanu. Osiadanie wpływa na infrastrukturę i zabudowę na terenach zabudowanych. Proste, regularne osiadanie zwykle nie sprawia problemów. Osiadanie gór w rejonie stref brzegowych jest problematyczne, zwłaszcza w obszarach zniekształconych.
Harmonogram
Osiadanie zwykle ustępowało po kilku latach. W Zagłębiu Ruhry osiadania należy spodziewać się po okresie od sześciu miesięcy do trzech lat po zakończeniu wydobycia. W polskim górnictwie czas trwania ruchu wynosi maksymalnie pięć lat. Z reguły 75 procent całkowitej redukcji osiąga się po pierwszym roku i 90 procent po drugim roku. Inaczej wygląda sytuacja w przypadku górnictwa przyziemnego i górnictwa solnego. W górnictwie przypowierzchniowym przemieszczania się nadkładu można spodziewać się w każdej chwili bez ograniczeń czasowych. Z reguły wydobycie przypowierzchniowe powoduje osiadanie w zakresie kilku decymetrów, ale w skrajnych przypadkach mogą wystąpić także przerwy dzienne długo po zakończeniu wydobycia . W wydobyciu soli można spodziewać się osiadania w okresie do 200 lat po zakończeniu wydobycia.
Ocena terenu
W celu oceny osiadań i późniejszych prognoz osiadań konieczne jest wykonanie map odpowiedniego terenu. Najpierw przeprowadza się wstępną ocenę z wykorzystaniem istniejących map geologicznych i hydrologicznych. Przydatne są również historyczne mapy topograficzne. Na podstawie tych map geolodzy mogą już uzyskać wstępną wiedzę o tym, czy teren został już zaminowany i jakie są formacje skalne terenu. Inną możliwością oceny terenu jest ocena zdjęć lotniczych. Na podstawie różnych zdjęć lotniczych, porównania starych i aktualnych zdjęć ujawniają zmiany w rzeźbie terenu. Na terenach górniczych do oceny wykorzystuje się szczeliny kopalniano-kopalniane. Dalsze procedury to badanie adresu hydrologicznego i badanie zmian biologicznych terenu. Rośliny często bardzo różnie reagują na zmiany warunków wodnych. Badanie ulic, ścieżek i budowli pozwala również na ocenę. Cała zdobyta wiedza jest mapowana i porównywana ze sobą.
Od lat 80. XX wieku w Zagłębiu Ruhry rejestrowano ruchy gruntu na dużą skalę za pomocą pomiarów aerofotogrametrycznych. Powierzchnia terenu jest początkowo podzielona na kilka dużych sal egzaminacyjnych, każda z nich jest następnie mapowana przez pole punktowe. Zmiany wysokości terenu są określane poprzez obliczenie różnicy pomiędzy poszczególnymi punktami pomiarowymi. Ponieważ osiadania występują nie tylko w wyniku działalności górniczej, inne osiadania niegórnicze są odpowiednio określane i wykluczane. Zdobyta wiedza jest oceniana za pomocą specjalnego programu komputerowego.
Prognozy osiadań górskich
Na podstawie zdobytej wiedzy prognozuje się osiadania gór za pomocą modeli mechanicznych i empirycznych. W przypadku regularnego osiadania istnieją ustalenia, które można wyprowadzić z obserwacji długoterminowych. Zakładając, że powstałe wgłębienie nie jest wypełnione, tworzy się stosunek maksymalnego oczekiwanego osiadania do grubości eksploatowanego pokładu, który określa się jako współczynnik osiadania. Dla Zagłębia Ruhry, brytyjskich i francuskich zagłębi węglowych oraz dla większości rosyjskich zagłębi węglowych obowiązuje współczynnik osiadania k równy 0,9. W Wielkiej Brytanii pomiary osiadań prowadzono na głębokich polach górniczych. Na podstawie tych pomiarów opracowano empiryczne wykresy obniżeń, za pomocą których można przewidzieć maksymalną głębokość niecki obniżeniowej dla poszczególnych obszarów. Ponadto diagramy te można wykorzystać do pokazania wymiarów i kształtów wanny. Za pomocą dalszych wykresów można również oszacować oczekiwane ściskanie i rozszerzanie powierzchni ziemi. Empiryczne wykresy obniżeń można również tworzyć dla obszarów górniczych innych krajów.
literatura
- Helmut Kratzsch: szkody górnicze. Piąte wydanie zaktualizowane i poprawione. Papierflieger Verlag, Clausthal-Zellerfeld 2008, ISBN 3-00-001661-9
Indywidualne dowody
- ↑ Leksykon energii i wody . Online ( pamiątka z 17.10.2013 w Internet Archive ) sieć DEW21;
- ↑ Lothar Scheidat: Jak tonie góra . W: Perspektywa na miejscu; Bergwerk Ost, Online ( Memento z 22.10.2013 w Internet Archive ) (PDF; 286 kB) Deutsche Steinkohle AG; (dostęp 12 sierpnia 2013).
- ↑ a b c d Dieter D. Genske: Podstawy i zastosowanie geologii inżynierskiej. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-25756-1 .
- ↑ a b Gustav Köhler: Podręcznik nauki górniczej. Wydanie szóste. Wydane przez Wilhelma Engelmanna, Lipsk 1903.
- ↑ a b c Fritz Heise, Fritz Herbst: Podręcznik górnictwa ze szczególnym uwzględnieniem górnictwa węgla kamiennego. Pierwszy tom. Wydane przez Juliusa Springera, Berlin 1908.
- ↑ a b Günter Meier: Określenie obszarów wpływów starych górnictwa. W: 9 Altbergbaukolloquium, Leoben 2009 Online ( pamiątka z oryginałem od 18 października 2013 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź link do oryginału i archiwum zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. (PDF; 549 kB) (dostęp 10 maja 2011).
- ↑ Diethard E. Meyer: Geofaktor ludzki – interwencje i konsekwencje poprzez wykorzystanie geopotencjału. Online ( pamiątka z oryginałem od 18 października 2013 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź link do oryginału i archiwum zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. (PDF; 641 kB) (dostęp 10 maja 2011).
- ^ Miasto Hamm (red.): Coś nowego na zachodzie; Koncepcja rozwoju dla Hammer West. Kwiecień 2009, online ( strona niedostępna , szukaj w archiwach internetowych ) Info: Link został automatycznie oznaczony jako wadliwy. Sprawdź link zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. Miasto Hamm; (dostęp 30 kwietnia 2015).
- ↑ Dietmar Schulz: Górnictwo i woda w Zagłębiu Ruhry, odpady przeróbcze i wody gruntowe. Dostęp online (PDF; 249 kB) 10 maja 2011.
- ↑ Klaus Joachim Soiné: Manualny mistrz wody. Przydatne informacje dotyczące eksploatacji systemów zaopatrzenia w wodę . DVGW, wydanie 4. Oldenbourg, 1998, ISBN 3-486-26392-7 .
- ↑ Izba Architektów Nadrenia Północna-Westfalia (red.): Czy plac budowy jest bezpieczny? Stara sytuacja górnicza w NRW. Online ( pamiątka z 25 maja 2010 r. w archiwum internetowym ) (PDF), (dostęp 10 maja 2011 r.).
- ^ B Carl Hellmut Fritzsche: Textbook nauki górniczej. Drugi tom, 10. wydanie. Springer Verlag, Berlin / Getynga / Heidelberg 1962
- ↑ Werner Grigo, Michael Heitfeld, Peter Rosner, Andreas Welz: Koncepcja monitorowania skutków wzrostu wody pitnej w Zagłębiu Ruhry. Online ( pamiątka z oryginałem od 22 października 2013 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź link do oryginału i archiwum zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. (PDF; 1,2 MB) Altbergbau-Kolloquium, Freiberg 2007, (dostęp 10 maja 2011).
- ↑ Andreas Streerath, Rainer Roosmann: Analiza i modelowanie osiadań związanych z górnictwem na dużą skalę na podstawie obserwacji fotogrametrycznych. Online ( pamiątka z oryginałem od 22 października 2013 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź link do oryginału i archiwum zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. (PDF; 672 kB) (dostęp 13 maja 2011).
