ZAGROŻENIA DRGANIAMI OD ROBÓT

Nr 87
Studia i Materiały
Prace Naukowe Instytutu Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej
Nr 87
Nr 28
2000
górnictwo odkrywkowe, roboty strzałowe,
zagrożenie drganiami
Józef ŚNIEŻEK *
ZAGROŻENIA DRGANIAMI OD ROBÓT STRZAŁOWYCH
– OCENA AKTUALNEGO STANU PRAWNEGO I TECHNICZNEGO
Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i górnicze i wydane w jej następstwie rozporządzenia regulują w sposób nieco odmienny od poprzednio obowiązującego wiele zagadnień dotyczących eksploatacji górniczej, w tym odnoszących się do oddziaływania robót strzałowych na otoczenie. Wraz z mechanizmami cechującymi gospodarkę rynkową tworzy to zespół uwarunkowań
przekładających się na zmiany w zakresie technicznych i organizacyjnych rozwiązań dotyczących
stosowania techniki strzelniczej. Nieodłącznym ich aspektem jest bezpieczeństwo ludzi i mienia,
eliminacja bądź minimalizacja szkód. Ocena niniejsza odnosi się do aktualnej sytuacji w zakresie
niebezpiecznych drgań powodowanych robotami strzałowymi – w ich aspekcie technicznym i organizacyjnym – wskazując stosowane sposoby postępowania, nowe rozwiązania technologiczne i organizacyjne. Zawiera też informacje dotyczące tendencji rozwojowych i ocenę funkcjonowania
obecnych rozwiązań legislacyjnych odnoszących się do rozstrzygania roszczeń o szkody spowodowane eksploatacją górniczą.
1. PODSTAWOWE AKTY PRAWNE I NORMATYWNE
ZWIĄZANE ZE SZKODLIWYMI EFEKTAMI STRZELANIA
1. Prawo geologiczne i górnicze – Ustawa z 4.02.1994 r., Dz. U. Nr 27, poz. 96
Następujące zapisy Ustawy dotyczą bezpośrednio omawianego tematu (cytowania
z zachowaniem oznaczeń występujących w tekście ustawy):
•
•
Art.53.2, p.2: Plan (miejscowy plan zagospodarowania obszaru funkcjonalnego)
powinien zapewniać integrację wszelkich działań podejmowanych w granicach
terenu górniczego w celu:
2) zapewnienia bezpieczeństwa powszechnego
3) ochrony środowiska, w tym obiektów budowlanych.
Art.55.1. Projekt zagospodarowania złoża powinien zapewniać:
1) stosowanie technologii eksploatacji ograniczającej ujemny wpływ na środo-
wisko.
__________
126
* Politechnika Wrocławska, Instytut Górnictwa, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
•
•
•
Art.64.2.: Plan ruchu zakładu górniczego określa szczegółowo przedsięwzięcia
niezbędne w celu zapewnienia:
2) bezpieczeństwa powszechnego
3) bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zakładu górniczego
5) ochrony środowiska wraz z obiektami budowlanymi
6) zapobiegania szkodom i ich naprawiania.
Art.73.1.: Przedsiębiorca jest zobowiązany w szczególności:
1) rozpoznawać zagrożenia związane z ruchem zakładu górniczego i podejmować środki zmierzające do zapobiegania i usuwania tych zagrożeń.
Art.91.:
1. Właściciel (sąsiadującej nieruchomości) ... może żądać naprawienia wyrzą-
dzonej tym ruchem (zakładu górniczego) szkody zgodnie z przepisami tej
ustawy.
2. Przepis ust.1. stosuje się odpowiednio do innych podmiotów zagrożonych ru-
chem zakładu górniczego.
3. Jeżeli nie zachodzą okoliczności przewidziane w ust. 1 i 2, przedsiębiorca od-
powiada za szkodę wg zasad określonych w Kodeksie cywilnym.
•
•
•
Art.92: Do naprawiania szkód, o których mowa w art.91 ust.1 i 2, stosuje się przepisy Kodeksu cywilnego, o ile ustawa nie stanowi inaczej.
Art.94:
1. Naprawienie szkody powinno nastąpić przez przywrócenie stanu poprzedniego.
2. Przywrócenie stanu poprzedniego może nastąpić przez dostarczenie gruntów,
obiektów budowlanych, urządzeń, lokali, wody lub innych dóbr tego samego
rodzaju.
3. Obowiązek przywrócenia stanu poprzedniego ciąży na przedsiębiorcy.
Art.95.:
1. Jeżeli nie jest możliwe przywrócenie stanu poprzedniego lub koszty tego
•
przywrócenia rażąco przekraczałyby wielkość poniesionej szkody, naprawienie szkody następuje poprzez zapłatę odszkodowania.
2. Jeżeli poszkodowany poniósł nakłady na naprawienie szkody, odszkodowanie
ustala się w wysokości odpowiadającej wartości uzasadnionych nakładów.
Przepis ten nie narusza postanowień ust.1.
Art.97.:
1. W sprawach o naprawienie szkód uregulowanych przepisami niniejszego
działu orzekają sądy powszechne.
127
2. Sądowe dochodzenie roszczeń jest możliwe po wyczerpaniu postępowania
ugodowego; ...(warunek ten) jest spełniony, jeżeli przedsiębiorca odmówił zawarcia ugody albo od zgłoszenia przedsiębiorcy żądania przez poszkodowanego upłynęło 21 dni.
3. W sprawach, o których mowa w ust. 1, powód nie ma obowiązku uiszczenia
kosztów sądowych. Postępowanie toczy się na koszt przedsiębiorcy, chyba że
roszczenie okaże się oczywiście bezzasadne.
•
•
Art.99.: Przepisy dotyczące naprawiania szkód stosuje się odpowiednio do zapobiegania tym szkodom.
Art.111.:
1. W zakresie ustalonym przepisami, o których mowa w ust. 2, maszyny, urzą-
dzenia, i materiały, a także środki strzałowe oraz sprzęt strzałowy, mogą być
stosowane w zakładzie górniczym tylko po dopuszczeniu ich, w drodze decyzji, przez Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego.
2. Prezes Rady Ministrów określi, w drodze rozporządzenia, rodzaje maszyn,
urządzeń i materiałów oraz środków strzałowych i sprzętu strzałowego, których stosowanie w zakładach górniczych wymaga dopuszczenia oraz postępowania w tych sprawach.
Z powyższego przeglądu najistotniejszych zapisów w ustawie Prawo geologiczne i górnicze dotyczących m.in. szkodliwych skutków strzelania wynika, iż odpowiednie rozwiązania organizacyjne i techniczne muszą być „wbudowane”, z narastającą szczegółowością w: miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego obszaru
funkcjonalnego (terenu górniczego), podstawowe dokumenty przedsiębiorstwa górniczego, tj.: projekt zagospodarowania złoża (PZZ) [4], plan ruchu. Muszą być także
stosowane wszystkie ogólnie obowiązujące zasady dotyczące środków i sprzętu strzałowego.
2. Zarządzenie Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego z dnia 3 sierpnia 1994 r.
w sprawie określenia kryteriów oceny zagrożeń naturalnych oraz trybu zaliczania
złóż kopalin, ich części lub wyrobisk górniczych do poszczególnych stopni zagrożeń
(MP nr 45 z dnia 19 sierpnia 1994 r. poz. 368) [2]
Powyższy akt prawny pozostaje w ścisłej korespondencji z zagrożeniami wybuchem mieszanin powietrza z pyłem węglowym i powietrza z metanem, w tym od robót strzałowych – definiując te zagrożenia naturalne i podając wartościowo kryteria
pozwalające na odpowiednie zakwalifikowanie złóż i wyrobisk. W znacznej więc części Zarządzenie ... wypełnia parametrami technicznymi pojęcia stosowane w technice
strzelniczej, w tym w Rozporządzeniu... omawianym poniżej.
3. Rozporządzenie Ministra Przemysłu i Handlu z dnia 19 października 1994 r.
w sprawie środków strzałowych i sprzętu strzałowego w zakładach górniczych [3]
128
Powyższy akt prawny (Dz.U. Nr 135 poz. 702), o charakterze wykonawczym,
wydany został na podstawie art.78 ust.1. pkt 4 ustawy – Prawo geologiczne i górnicze. Zawiera on:
• przepisy ogólne,
przepisy dotyczące obrotu środkami strzałowymi (nabywanie, przechowywanie, transport, stosowanie),
• szczególne warunki stosowania (w zakładach podziemnych, odkrywkowych,
otworami wiertniczymi oraz w pracach geologicznych),
• zasady niszczenia środków strzałowych.
W załącznikach zawarte są następujące uregulowania szczegółowe:
•
•
•
•
•
warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać składy materiałów wybuchowych, ich usytuowanie oraz szczegółowe warunki użytkowania tych składów,
sposób prowadzenia ewidencji środków strzałowych,
sposób sporządzania metryki strzałowej oraz dokumentacji strzałowej,
warunki stosowania środków strzałowych w zakładach górniczych,
•
zasady i sposób wyznaczania stref zagrożenia wokół miejsca wykonywania
robót strzałowych w odkrywkowych zakładach górniczych, wydobywających
kopaliny otworami wiertniczymi lub z innych ujęć oraz przy wykonywaniu
prac geologicznych,
•
szczegółowe zasady niszczenia nie nadających się do użytku środków strzałowych w zakładach górniczych.
4. „Ocena szkodliwości drgań przekazywanych z podłoża na budynki”
Norma PN-85/B-02170 [5]
Norma ta dotyczy oddziaływania składowych poziomych drgań podłoża gruntowego na budynki jako całość. W związanej z eksploatacją górniczą praktyce najczęściej wykorzystywane są uregulowania zawarte w rozdziale 5 – ”Przybliżone sposoby
sprawdzenia wpływów dynamicznych na budynek”. Wprowadza się tu skale wpływów dynamicznych (SWD-I i SWD-II) jako narzędzie oceny szkodliwości drgań zarejestrowanych i poddanych analizie spektralnej w sposób podany w normie. Stwierdzić
należy dość powszechne nadużywanie i nieprawidłowe stosowanie omawianej normy,
prowadzące do całkowicie nieuprawnionych wniosków. Podstawowe nieprawidłowości polegają na:
•
•
stosowaniu podanych zasad oceny szkodliwości drgań do budynków, (lub nawet elementów budynków) nie odpowiadających warunkom normy, tj. nieuprawnione rozszerzanie zakresu stosowalności normy,
nieprawidłowy pomiar i rejestracja drgań, niezgodne z warunkami normy,
129
•
nieprawidłowo przeprowadzona analiza drgań.
5. Normy dotyczące środków strzałowych [8–12]
Spośród wielu norm związanych ze środkami strzałowymi najważniejsze znaczenie dla użytkowników mają te, które definiują nazewnictwo, oznaczenia – w ślad za
którymi idą konkretne parametry, własności, cechy; podawane są formuły obliczeniowe czy zasady obliczeń. W takim ujęciu nieodzowna jest znajomość następujących
norm:
•
PN-C-86024: 1994 Górnicze zapalniki elektryczne. Podział i oznaczenie.
•
PN-C-86020: 1994 Górnicze zapalniki elektryczne. Wymagania.
•
BN-80/6091-42. Górnicze materiały wybuchowe. Obliczanie parametrów
użytkowych.
•
BN-89/6091-45/01. Górnicze materiały wybuchowe. Postanowienia ogólne.
•
BN-89/6091-45/02. Górnicze materiały wybuchowe. Podział i oznaczenie.
2. OCENA ZAGROŻENIA DRGANIAMI PODŁOŻA
Stosowane są także inne nazwy dla tego efektu strzelania: „drgania sejsmiczne”,
„drgania parasejsmiczne”. W górnictwie odkrywkowym wstrząs kojarzony jest ze
strzelaniem urabiającym, masowym, metodą długich otworów. Współcześnie, przy
dużej urbanizacji i rozbudowanej infrastrukturze technicznej powierzchni terenu,
drgania podłoża są podstawowym czynnikiem ograniczającym masowość strzelań,
prowadzącym do nieefektywnych drogich strzelań. Ograniczenia wynikają z usytuowania w pobliżu wyrobisk obiektów podlegających ochronie. Rzeczywiste, bądź domniemane szkody w takich obiektach są podstawową przyczyną roszczeń kierowanych pod adresem przedsiębiorców a wysoka nawet staranność i dbałość w tym zakresie nie zawsze skutecznie chronią przed roszczeniami.
Rozporządzenie ... [3] zawiera następujące rozwiązania odnoszące się do strefy
szkodliwych drgań sejsmicznych:
•
dla strzelania ładunkami w długich otworach pionowych, lub zbliżonych do
pionu – podawana jest formuła, wg której promień strefy zagrożenia (r) uzależnia się od: masy (Q) ładunku MW (całkowitej lub maksymalnej na jedno
opóźnienie milisekundowe), prędkości podłużnej fali sejsmicznej cechującej
podłoże obiektu (c) (w tej części formuła jest ewidentnie błędna) i liczby
powierzchni odsłonięcia (współczynnik korygujący),
130
•
w przypadku konieczności ścisłego określenia zasięgu szkodliwych drgań
sejsmicznych zalecane jest wykonanie odpowiednich badań (pomiarów),
przy strzelaniu w celach geofizycznych podaje się tabelarycznie wielkości
strefy zagrożenia, w zależności od wielkości (masy) ładunku MW i rodzaju
chronionych obiektów.
Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki [5],
PN-85/B-02170; w praktyce jedynie dysponowanie wynikami pomiarów drgań i odpowiednie dostosowanie na tej podstawie parametrów strzelań daje szansę na skuteczną obronę w przypadku roszczeń o szkody w obiektach. Specjalistyczne ekspertyzy
mające za podstawę przeprowadzone odpowiednio pomiary drgań (o których mowa w
rozporządzeniu) wraz z identyfikacją warunków i parametrów strzelania, a za cel –
wyznaczenie bezpiecznych parametrów strzelania lub określenie zasięgu oddziaływania sejsmicznego – spełniają oczekiwania zleceniodawców, jeśli wykonane są rzetelnie i kompetentnie. Ze względu na fakt, iż podstawowe kryteria szkodliwości przyjmowane są wg skal SWD-I i SWD-II pomiar i analiza wyników muszą przebiegać
zgodnie z postanowieniami tej właśnie, aktualnej normy [5]. Warunek ten w części
dotyczącej aparatury pomiarowej jest coraz łatwiejszy do spełnienia. Na rynku dostępne są zestawy pomiarowe o różnym zakresie dokonywanych pomiarów i analiz
wyników – w większości importowane, ewentualnie z krajowymi rozwiązaniami
oprogramowania i doposażenia. Wymienić należy przede wszystkim specjalistyczne
zestawy aparaturowe do pomiarów drgań serii UVS (500, 1500, 1608) produkcji
szwedzkiej.
Różne warianty rozwiązań zestawów pomiarowych odnoszą się głównie do liczby kanałów pomiarowych (czujników), przedziałów mierzonych częstotliwości, zakresu
analizy, sposobu przetwarzania i prezentowania wyników, wyposażenia dodatkowego
– w tym w mikrofon do elektroakustycznego pomiaru nadciśnienia (powietrznej fali
udarowej, podmuchu).
Warto w tym miejscu przypomnieć, iż jeden z pierwszych nowoczesnych zestawów pomiarowych i jedne z pierwszych w pełni profesjonalne pomiary były wspólnym dziełem pracowników dwóch instytutów Politechniki Wrocławskiej: Instytutu
Górnictwa oraz Instytutu Telekomunikacji i Akustyki. Obecnie na terenie Dolnego
Śląska badania wykonuje POLTEGOR-INSTYTUT Laboratorium Sejsmiki Górotworu.
Podobne możliwości i doświadczenie badawcze mają zespoły AGH i Politechniki
Krakowskiej. Powtórzyć tu należy, iż dysponowanie właściwą, nowoczesną aparatura
jest co prawda warunkiem nieodzownym, lecz niewystarczającym do wykonania wartościowej ekspertyzy drgań. Podstawowe nieprawidłowości w stosowaniu normy [5],
prowadzące do całkowicie nieuprawnionych wniosków, polegają na:
•
131
stosowaniu podanych zasad oceny szkodliwości drgań do budynków, (lub nawet elementów budynków) nie odpowiadających warunkom normy, tj. nieuprawnione rozszerzanie zakresu stosowalności normy,
• nieprawidłowym pomiarze i rejestracji drgań, niezgodnie z warunkami normy,
• nieprawidłowo wykonanej analizie drgań.
Wszelkie wnioskowanie będzie także chybione, jeśli nieprawidłowo ocenione zostaną parametry strzelania: rodzaje MW i masa całkowita MW, masa MW przypadająca na poszczególne stopnie opóźnienia, siatka otworów i przestrzenne rozłożenie ładunków – z reguły odbiegające od parametrów zaplanowanych, a bywa i udokumentowanych. Zdarzają się także sytuacje i próby celowego, z określoną intencją, wprowadzenia w błąd zespołu badawczego – podejmowane przez obie zainteresowane strony
sporu (w przypadku występowania lub przewidywania roszczeń). Stąd nieodzowna
obecność w zespole badawczym nie tylko inż. budownictwa, jak sugeruje omawiana
norma, lecz także, a może przede wszystkim – inż. górnika, kompetentnego w zakresie
robót strzałowych.
W ostatnim okresie obserwowane są bardzo obiecujące początki tworzenia stacjonarnych sieci obserwacji sejsmicznych dla szczegółowych i jednoczesnych obserwacji drgań w wytypowanych, co najmniej kilku obiektach, w strefach występowania
wstrząsów od konkretnego źródła. Na Dolnym Śląsku przykładem takim są kopalnie
KGHM, gdzie istniejące systemy obserwacji sejsmicznych dostosowane są do rejestracji zjawisk wstrząsowych interpretowanych wg skali MSK, nieprzydatnych dla
stosowania skal SWD. W tej sytuacji uzupełnia się je o punkty ciągłej gotowości do
rejestracji wstrząsów – w sposób zgodny z warunkami normy [5]. Należy przy tym
zwrócić uwagę, iż rejestrowane tam wstrząsy to klasyczne tzw. „zjawiska
wstrząsowe” i nie są one powodowane prowadzonymi robotami strzałowymi w kopalniach LGOM (mają znacznie większą energię, zasięg i możliwe szkodliwe skutki). Innym przykładem, tym razem związanym z klasyczną eksploatacją skał zwięzłych z zastosowaniem strzelań masowych, jest system obserwacji sejsmicznych zbudowany
koło Kielc. Rozwiązanie powyższe zwielokratnia tak ilość jak i jakość informacji,
szczególnie dotyczących charakterystyki propagacji zaburzeń w górotworze (podłożu), pozwala weryfikować i uściślać formuły wiążące parametry strzelania z parametrami wstrząsu. Dla wielu, szczególnie dużych zakładów górniczych, prowadzących
intensywną eksploatację w skomplikowanej sytuacji terenowej, budowa stacjonarnej
sieci obserwacji sejsmicznych, już wkrótce może stać się standardem. Jednocześnie
należy spodziewać się, iż podobnie standardem stanie się dokonywanie okresowych
pomiarów w zakładach górniczych, które do tej pory badań sejsmicznych nie wykonywały. Tym samym dodatkowego znaczenia nabierze właściwe planowanie i wykonywanie pomiarów a w szczególności ich interpretacja w powiązaniu z parametrami
strzelania.
•
132
3. POMIARY DRGAŃ
Pomiary drgań znajdują zastosowanie dla dwóch celów:
a) oceny szkodliwości strzelania na konkretny budynek; pomiary tego typu służą
zwykle zbadaniu zasadności zgłoszonych roszczeń z tytułu szkód w obiektach;
stanowią też podstawę uprawnionej ekstrapolacyjnej oceny szkodliwości drgań
od strzelań o innych parametrach ładunku lub innej odległości od chronionego
obiektu – służą głównie celom procesowym;
b) wyznaczenia granicznych dopuszczalnych wielkości ładunków MW (na jeden sto-
pień opóźnienia, całkowitego) dla konkretnych miejsc strzelania, zapewniających
ochronę pobliskiego obiektu lub obiektów – służy zatem celom technologicznym
i ustaleniu takiego sposobu prowadzenia robót strzałowych, który nie spowoduje
powstania szkód wywołanych wstrząsem.
Ad. a). Pomiary „procesowe”. Wyniki badań w postaci zapisu przebiegu drgań należy
poddać analizie spektralnej, nanieść na skalę SWD-I lub SWD-II i poddać interpretacji zgodnie z odpowiednimi zapisami normy, wg sprecyzowanych w niej kryteriów
szkodliwości. Dla oceny szkodliwości innych strzelań, w których nie rejestrowano
drgań, należy:
•
dokonać, na podstawie zarejestrowanych wyników, wyliczenia odporności
sejsmicznej budynku / budynków wyrażonej dopuszczalną maksymalną prędkością drgań,
ustalić związki średniej prędkości drgań z odległością obiektu chronionego
i wielkościami ładunku MW (na jeden stopień opóźnienia, całkowitego),
z uwzględnieniem tzw. sejsmiczności ośrodka {V = f (Q, r)},
• dokonać wyliczenia prędkości drgań sejsmicznych dla innej wielkości ładunku i odległości oraz porównać z prędkością dopuszczalną (odpornością sejsmiczną budynku).
Ad.b). Pomiary „technologiczne”. Na ich podstawie należy:
•
•
dokonać wyliczeń odporności sejsmicznej budynku / budynków, celem ustalenia najniższej dla nich odporności sejsmicznej, tj. minimalnej dopuszczalnej prędkości drgań nie powodującej szkód w budynkach,
•
ustalić postacie związków wiążących prędkość drgań sejsmicznych z odległością obiektu i z wielkością ładunku przypadającego na jeden stopień
opóźnienia oraz wielkością ładunku całkowitego,
•
wstawiając do powyższych związków minimalną dopuszczalną prędkość
drgań i skokowo przyjmowane wartości odległości – wynikające z planu roz-
133
woju eksploatacji – wyznaczyć maksymalne, dopuszczalne przy tych odległościach, wielkości ładunku na jeden stopień opóźnienia i wielkości ładunku całkowitego. Tak ustalone ograniczenia dotyczące wielkości ładunku MW
zostają wrysowane w mapę wyrobiska w postaci stref opisanych tymi wielkościami ładunków; oznaczenie takie winny znaleźć się także w terenie.
W powyższy sposób dla każdego miejsca strzelania w kopalni można wskazać
dopuszczalne wielkości ładunków zapewniające bezpieczny ich efekt, ocenić – posługując się prowadzoną i przechowywaną dokumentacją strzelań – ich szkodliwy
wpływ na konkretny obiekt, bądź wpływ taki wykluczyć. Zatem i ten tryb działania
ma znaczenie „procesowe” – może dostarczyć dowodów za oddaleniem lub ograniczeniem roszczeń.
4. ROZSTRZYGANIE ROSZCZEŃ Z TYTUŁU SZKÓD PRZED SĄDAMI
Cytowane wcześniej uregulowania w ustawie Prawo geologiczne i górnicze
wskazują sądy powszechne jako miejsce rozstrzygania sporów z tytułu roszczeń
o szkody spowodowane drganiami od robót strzałowych. Dalsze uregulowania i praktyka sądowa ukształtowały tę sferę dość specyficznie, w tym w szczególności powodując obciążanie kosztami postępowania jedynie kopalnie. Przedstawia się to tak: to
na kopalni spoczywa w całości ciężar niepodważalnego udowodnienia, iż przyczyny
zaistniałych zmian w stanie obiektu nie leżą po jej stronie w całości lub części. Nie
wchodząc w bliższy opis szczegółów tego stanu, można skrótowo scharakteryzować
go następująco:
• roszczenia, w tym także wręcz absurdalne, są coraz częstsze i należy liczyć
się z narastaniem ich liczby,
• obrona przed nieuzasadnionymi roszczeniami lub utrzymanie ich na poziomie rzeczywistych szkód jest możliwe tylko w przypadku dysponowania dowodami z wartościowych ekspertyz, o pełnym przestrzeganiu, wynikających
z ekspertyz ograniczeń i zaleceń, skrupulatnego dokumentowania prowadzonych robót strzałowych także pod tym kątem,
•
pomiary drgań powinny być wykonywane systematycznie, średnio raz do
roku, oraz w każdym przypadku istotnych zmian miejsca czy kierunku eksploatacji,
•
w większych kopalniach oraz o bardziej skomplikowanej sytuacji terenowej
i zabudowie należy dążyć do tworzenia sieci stałych punktów obserwacji sejsmicznych,
•
do pomiarów stosować należy jedynie nowoczesny sprzęt pozwalający na
ocenę drgań zgodnie z warunkami normy; szczególna uwagę należy zwrócić
134
na zachowania właściwych warunków pomiaru i analizę spektralną zarejestrowanych drgań (pozwoli to na wykorzystanie wyników także w przypadku
ewentualnych zmian sposobu oceny lub kryteriów szkodliwości),
•
warto stosować zabiegi prewencyjne: działania zabezpieczające na koszt kopalni w obiektach ewidentnie poddawanych nieobojętnym oddziaływaniom
dynamicznym, inwentaryzacja (przy współpracy z organami i służbami budowlanymi samorządu terytorialnego) stanu obiektów w otoczeniu kopalni,
wielu sytuacji spornych można by uniknąć przy odpowiedniej aktywności
i współpracy z organami samorządu terytorialnego nie tylko przy sporządzaniu miejscowego planu zagospodarowania obszaru funkcjonalnego ale także
ogólnego miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego.
Z dotychczasowej praktyki rozstrzygania spraw o szkody w obiektach, wywołane
robotami strzałowymi, można wnioskować o ewidentnej nierównowadze w postępowaniu sądowym strony pozwanej i powodowej, na niekorzyść tej pierwszej. Autorowi
nie jest znany żaden przypadek obciążenia kosztami opinii (często jest ich kilka) powoda, gdy jego roszczenia okazały się bezzasadne. Trudno prognozować czy stan ten
ulegnie zmianie, kiedy i w jakim kierunku nastąpią zmiany. Stan obecny wymaga dużej przezorności i uwagi ze strony przedsiębiorców, także wiedzy, w tym ze względu
na ważki ekonomiczny aspekt ewentualnych roszczeń.
•
5. NOWE ROZWIĄZANIA TECHNOLOGICZNE
Ograniczenia wielkości ładunku MW, tak całkowitego, jak maksymalnego na jeden stopień opóźnienia mogą być tak poważne, iż zdają się kwestionować techniczny
sens prowadzenia eksploatacji dużych partii złoża. Zmniejszenie masowości strzelań
prowadzi także do wzrostu jednostkowego kosztu urabiania wskutek pogorszenia rozdrobienia, kształtowania usypu, rozluzowania urobku. Tworzą się również sytuacje, w
których zastosowanie powszechnie znanych środków i sprzętu: zapalników milisekundowych o liczbie opóźnień 16, standardowych zapalarek elektrycznych – uniemożliwia wprost dochowania ograniczeń wielkości ładunku na jedno opóźnienie ustalonych
ekspertyzą sejsmiczną. W sytuacji powyższej znajduje się rosnąca liczba przedsiębiorców. Tworzy to zatem potrzebę nowych rozwiązań technicznych, które pozwoliłyby
pogodzić sprzeczne w aktualnej sytuacji wymagania, które można sformułować następująco:
urabiać wysokie piętra, uzyskując wymagane rozdrobienie, rozluzowanie
i ukształtowanie urobku w usyp, zachowując ograniczenia dotyczące wielkości
135
ładunku na jedno opóźnienie oraz całkowitej wielkości ładunku MW, przy zachowaniu możliwie niskich kosztów strzelania i nakładów na ich modyfikacje.
Zadanie może być nierozwiązywalne przy stosowaniu standardowych, rutynowych sposobów i środków – często bowiem wielkość ładunku (ciągłego) nawet w pojedynczym otworze strzałowym jest większa od dopuszczalnego ładunku na jedno
opóźnienie.
Od strony ideowej rozwiązanie polega na rozmieszczeniu w urabianej objętości
górotworu dopuszczalnej ilości całkowitej MW, w rozbiciu na mniejsze niż w strzelaniu klasycznym ładunki i takim połączeniu tych ładunków w grupy inicjowane w tym
samym momencie, by nie został przekroczony dopuszczalny ładunek na jedno opóźnienie. W praktyce rozwiązanie takie wymaga:
• dysponowania środkami inicjującymi o znacznie większej liczbie opóźnień
niż powszechnie obecnie stosowne 16 stopniowe ZE milisekundowe; tym samym musi być zagwarantowana wysoka dokładność realizowanych opóźnień,
• stosowanie złożonych konstrukcji ładunku w otworach strzałowych – ładunków dzielonych, z przybitką pośrednią i zwłocznym inicjowaniem poszczególnych członów w otworze.
Z powyższego widać, iż tak zmodyfikowane strzelanie stawia większe wymagania służbom strzałowym, wymaga większej dokładności, wyższej kultury technicznej.
Spełnienie tego warunku jest jednak absolutnie realne i osiągalne. Kluczem do rozwiązania pozostaje odpowiednio przeprowadzone inicjowanie rozdrobnionych ładunków. Do dyspozycji aktualnie pozostają następujące rozwiązania:
• stosowanie zapalarki milisekundowej,
•
stosowanie systemu inicjowania NONEL.
Zapalarka milisekundowa [13]
Rozwiązanie znane jest w świecie już od latach siedemdziesiątych, jako tzw. zapalarka komputerowa lub sekwencyjna. W Polsce od kilku lat jest do dyspozycji górnicza zapalarka milisekundowa „EXPLO-201” typu ZS/RA 02/045, dopuszczenie
GG-157/94 z 11.01.1995, do stosowania w odkrywkowych zakładach górniczych [14].
Zapalarka jest dwudziestoobwodowym źródłem prądu dla elektrycznej sieci strzałowej z zapalnikami natychmiastowymi lub milisekundowymi, z nastawianym opóźnieniem czasowym między poszczególnymi obwodami zasilającymi, z przedziału 0–99
ms. W efekcie zapalarka pozwala zwielokrotnić liczbę grup ładunków inicjowanych w
odrębnym momencie czasu. Rośnie też nieporównywalnie dokładność opóźnień uzyskiwanych z zapalarki. Nie zmienia się natomiast dokładność opóźnień wynikających
z zastosowanych zapalników. Uwzględnić należy także potrzebę rozprowadzenia impulsu prądowego taką liczbą odrębnych obwodów linii strzałowej, jaka jest liczba wy-
136
korzystywanych obwodów zasilających zapalarki. Zwiększone wymagania przy zastosowaniu zapalarki milisekundowej odnoszące się do projektowania i wykonania strzelania oraz zużycia materiałów (przewodów) z naddatkiem rekompensują zalety zapalarki, w szczególności zwiększone możliwości kierowania przebiegiem i efektami
strzelania, w tym rozdrobieniem i kształtowaniem cech urobku, a w szczególności –
obniżenie efektu sejsmicznego strzelania.
System inicjowania NONEL
Rozwiązanie szwedzkiej firmy Nitro-Nobel z lat siedemdziesiątych, ciągle udoskonalane, powstało jako skuteczna alternatywa dla inicjowania elektrycznego –
w związku ze narastaniem sytuacji, w których to ostatnie było utrudnione lub niebezpieczne. Przyrost takich sytuacji dotyczył w szczególności upowszechnianego mechanicznego załadunku MW do otworów i powstającej przy tym niebezpiecznej elektryczności statycznej, strzelania w warunkach zawodnionych i mokrych. NONEL jako
system nieelektryczny pozwala całkowicie pomijać w/w warunki strzelania a ponadto
(w kontekście drgań sejsmicznych to własność pierwszoplanowa) daje możliwość inicjowania całkowitego ładunku w rozbiciu na praktycznie dowolną liczbę grup lub pojedynczych ładunków inicjowanych z zadanym precyzyjnie opóźnieniem. Porównanie
tylko kosztów zużycia klasycznych środków inicjujących, tj. zapalników milisekundowych z NONELem wypada dotychczas niekorzystnie dla tego drugiego. Przeprowadzenie jednak całościowego rachunku ekonomicznego, uwzględniającego technologiczne skutki przyjęcia obu rozwiązań, z pewnością te relacje zmieni (analiza taka jest
w przygotowaniu).
Ważnym aspektem stosowania NONELa jest prosta możliwość, a nawet naturalna
konsekwencja dalszych kroków w kierunku wprowadzania nowych rozwiązań. Dotyczy to nowoczesnych MW tzw. emulsyjnych i ich mechanicznego załadunku.
PODSUMOWANIE
1. Wypełnienie ustawowego obowiązku prowadzenia robót strzałowych w sposób
bezpieczny dla otoczenia przekłada się w praktyce na zapewnienie takich warunków strzelania, by szkodliwe skutki nie występowały lub ich znaczenie było ograniczone; skutki te sprowadzają się przede wszystkim do drgań podłoża, które
może cechować najrozleglejsze przestrzennie, szkodliwe oddziaływanie na otoczenie; z tego względu stanowić to może dla przedsiębiorcy najpoważniejszy
techniczny i ekonomiczny problem.
137
2. Zabezpieczenie przed szkodami, ale i roszczeniami z tytułu domniemanych szkód
w obiektach lub nadmierną skalą roszczeń, wymaga systematycznego, profesjonalnego postępowania, którego głównym elementem są odpowiednio realizowane
i interpretowane pomiary drgań. Rozwój w tym zakresie nastąpić winien w kierunku systematycznych pomiarów okresowych w mniejszych zakładach górniczych a zakładania sieci stacjonarnych punktów pomiarowych w zakładach większych.
3. Dbałość o systemowe rozwiązania zadania ochrony przed drganiami i ich skutka-
mi jest tym ważniejsza, iż aktualny stan prawny cechuje duża nierównowaga
uprawnień stron i przedsiębiorca nie dysponujący niezbitymi dowodami przeczącymi twierdzeniom powództwa, nie tylko poniesie koszty postępowania, ale może
być zmuszonym do zaspokojenia nienależnych nawet roszczeń.
4. Względy bezpieczeństwa stymulują rozwój techniki strzelniczej w kierunku upo-
wszechniania następujących rozwiązań:
•
•
zwiększania liczby grup elektrycznego inicjowania milisekundowego i dokładności uzyskiwanych opóźnień, np. przez stosowanie zapalarki milisekundowej,
zastępowanie inicjowania elektrycznego systemem NONEL,
•
zastępowanie klasycznych MW bezpiecznymi MW emulsyjnymi, z mechanicznym załadunkiem otworów,
•
zastąpienie dotychczasowej organizacji służb strzałowych i dystrybucji środków strzałowych w kopalniach opartych o własnych pracowników i obiekty –
systemem zleceń zadań strzałowych specjalistycznym firmom usługowym.
5. Rozstrzygające znaczenie w przypadku wszelkich zmian, dotyczących także pod-
niesienia bezpieczeństwa robót strzałowych, ma obecnie rachunek ekonomiczny.
LITERATURA
[1] Prawo geologiczne i górnicze, Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r., Dz.U. z 1994 r. Nr 27, poz. 96, z późniejszymi zmianami.
[2] Zarządzenie Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego z dnia 3 sierpnia 1994 r. w sprawie określenia
kryteriów oceny zagrożeń naturalnych oraz trybu zaliczania złóż kopalin, ich części lub wyrobisk
górniczych do poszczególnych stopni zagrożeń, MP nr 45 z dnia 19 sierpnia 1994 r. poz. 368.
[3] Rozporządzenie Ministra Przemysłu i Handlu z dnia 19 października 1994 r. w sprawie środków
strzałowych i sprzętu strzałowego w zakładach górniczych. Dz. U. z 1994 r. Nr 135 poz. 702.
138
[4] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 26 sierpnia
1994 r. w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinien odpowiadać projekt zagospodarowania
złoża kopaliny, w tym projekt sporządzony w formie uproszczonej. Dz. U. z 1994 r. Nr 93 poz.446.
[5] PN-85/B-02170 Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki.
[6] Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych, praca zbiorowa pod kierunkiem prof. dr
hab. inż. Jerzego Kwiatka, Wydawnictwo GIG, Katowice 1997 r.
[7] CIESIELSKI R., MACIĄG E., Drgania drogowe i ich wpływ na budynki, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1990.
[8] PN-C-86024: 1994 Górnicze zapalniki elektryczne. Podział i oznaczenie.
[9] PN-C-86020: 1994 Górnicze zapalniki elektryczne. Wymagania.
[10] BN-80/6091-42: Górnicze materiały wybuchowe. Obliczanie parametrów użytkowych.
[11] BN-89/6091-45/01: Górnicze materiały wybuchowe. Postanowienia ogólne.
[12] BN-89/6091-45/02: Górnicze materiały wybuchowe. Podział i oznaczenie.
[13] Górnicza zapalarka milisekundowa „EXPLO–201” Instrukcja obsługi; Możliwości stosowania zapalników milisekundowych w obwodach strzałowych odpalanych zapalarką „EXPLO–201”,
AGH & ZDANiA. Kraków, wrzesień 1996.
[14] BATKO P., ŚLĘZAK J., LEWICKI J., MORAWA R., Technika Strzelnicza 1. Górnicze środki strzałowe i sprzęt strzałowy. Wykaz dopuszczeń, zakres stosowania, charakterystyki. Nauka i Technika
Górnicza, Kraków 1998.
[15] ŚNIEŻEK J., Współczesne metody badań i pomiarów dla zwalczania zagrożeń i szkodliwych skutków robót strzałowych, Politechnika Wrocławska Instytut Górnictwa, Raport I-11/S-63/99, Wrocław
1999.
GROUND VIBRATION CAUSED BY BLASTING:
CURRENT LEGAL AND TECHNOLOGICAL STATUS ASSESSMENT
Geological and Mining Law Act has been functioning for several years now, and it is the time for its
evaluation. This paper considers questions related to dangerous ground vibrations caused by blasting. The
legal, organizational and technological solutions are taken under the scope. Uneven positions of parties in
judicial prosecution is indicated. Clues for anticipated changes to eliminate or minimize damage are given.
Recenzent: doc. dr hab. Zbigniew Suchodolski, Politechnika Wrocławska.
139
140
Spis treści
1. J. DRZYMAŁA, V. VIGDERGAUZ
Praca i siła odrywu ziarna od pęcherzyka jako miara kąta zwilżania w układach
flotacyjnych (w jęz. angielskim)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2. T. GÓRECKA, K. CZERSKI, J. CYGAN
Niektóre wyniki badań palinostratygraficznych złoża gazu ziemnego „Paproć”
(monoklina przedsudecka)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3. B. KIEŁCZAWA, B. TEISSEYRE
Nowe dane do tektoniki okolic Gorzanowa w Sudetach Środkowych . . . . . .
19
4. A. ŁUSZCZKIEWICZ
Minerały ciężkie ze złoża kruszyw naturalnych w Rakowicach koło Lwówka Śląskiego .
27
5. A. MIKŁASZEWSKI
Ekorozwój – rozwój zrównoważony
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
6. Z. NĘDZA
Cieplne warunki pracy w wyrobiskach górnictwa skalnego . . . . . . . . . . .
47
7. Z. NĘDZA
Ocena ryzyka zawodowego na stanowiskach pracy w zakładach górniczych . . . .
59
8. T. A. PRZYLIBSKI, E. LIBER–MADZIARZ
Pozorna zależność zmian stężeń radonu-222 w wodzie od zmian wydajności ujęć wód
leczniczych Świeradowa Zdroju (Sudety) . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
9. T. A. PRZYLIBSKI, P. P. ZAGOŻDŻON
Pseudometeoryt Jawor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
10. F. ROSIEK, M. SIKORA, J. URBAŃSKI
Wyznaczanie ciśnienia statycznego powietrza w kopalniach LGOM . . . . . . .
93
11. A. STRUMIŃSKI, B.STRUMIŃSKA
Praktyczny sposób wyznaczania oporów aerodynamicznych bocznic aktywnych sieci
wentylacyjnych
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
12. J. SZWED-LORENZ, S. ŚLUSARCZYK
Perspektywy wznowienia eksploatcji niektórych złóż zwięzłych surowców skalnych
117
13. J. ŚNIEŻEK
Zagrożenia drganiami od robót strzałowych – ocena aktualnego stanu prawnego
i technicznego
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125
141
Contents
1. J. DRZYMAŁA, V. VIGDERGAUZ
Work and force of bubble-particle detachment as a measure of contact angle in flotation
systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2. T. GÓRECKA, K. CZERSKI, J. CYGAN
Some results of palinostratigrafical examinations of ”Paproć” gas field (Foresudetic Monocline)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3. B. KIEŁCZAWA, B. TEISSEYRE
New data on the tectonic of Gorzanów environs in the Middle Sudeten . . . .
19
4. A. ŁUSZCZKIEWICZ
Occurrence of heavy minerals in sand and gravel mined from the Rakowice deposit near 27
Lwówek Śląski, SW Poland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. A. MIKŁASZEWSKI
Eco-development means sustainable development
. . . . . . . . . . . . .
39
6. Z. NĘDZA
Thermal conditions of work in rock mining headings
. . . . . . . . . . . . .
47
7. Z. NĘDZA
Evaluation of occupational risks on work places in mines . . . . . . . . . . . .
59
8. T. A. PRZYLIBSKI, E. LIBER–MADZIARZ
An apparent relationship between radon-222 concentration changes and the discharge
changes of the medicinal waters intakes of Świeradów Zdrój (Sudeten Mts.) . . . . .
69
9. T. A. PRZYLIBSKI, P. P. ZAGOŻDŻON
Pseudometeorite Jawor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
10. F. ROSIEK, M. SIKORA, J. URBAŃSKI
Determination of static air pressure in the mines of Legnica–Głogów Copper Basin . .
93
11. A. STRUMIŃSKI, B. STRUMIŃSKA
Elaborating of practical method of the aerodynamic drags determination for active
air splits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
12. J. SZWED-LORENZ, S. ŚLUSARCZYK
Perspectives of re-exploitation of some deposits of concise rock materials . . . . . .
117
13. J. ŚNIEŻEK
Ground vibration caused by blasting: current legal and technological
status assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125