Nawet 20 tys. wstrząsów rocznie rejestrują urządzenia pomiarowe na stacji geofizyki w Zakładach Górniczych Rudna. Takie stacje w KGHM są też w kopalniach Lubin i Polkowice-Sieroszowice. Na szczęście znikoma część tego, co wyłapują sejsmometry, ma poważny charakter.
Kopalniane stacje geofizyki przez całą dobę monitorują sytuację sejsmiczną – nie tylko pod ziemią.
– Zajmujemy się lokalizowaniem wstrząsów pod ziemią, określaniem ich energii, prowadzimy też obserwacje sejsmoakustyczne i odpowiedzi drgań gruntu na powierzchni – wyjaśnia Eugeniusz Koziarz, szef stacji działającej w ZG Rudna.
Na Rudnej działa 55 sejsmometrów oraz 27 stanowisk pomiarowych, które monitorują Polkowice i część okolicznych wsi oraz obwałowania zbiornika Żelazny Most. Wyniki ich pracy obserwuje m.in. czterech geofizyków górniczych. Wszyscy pracownicy stacji co pięć lat przechodzą specjalistyczne szkolenia z zakresu zagrożeń tąpaniami, ponieważ…
…wstrząs to nie zawsze tąpnięcie
Rocznie urządzenia w stacji na Rudnej rejestrują 20 tys. zjawisk. Większość z nich ma charakter śladowy i cechuje je niska energia. Znaczący charakter ma tylko ułamek z nich: w 2019 r. poważnych wstrząsów w tej kopalni było 52; do sierpnia tego roku odnotowano 32.
Żeby ustalić, z czym tak naprawdę mieli do czynienia, pracownicy kopalni muszą udać się na wizję lokalną.
– Tąpnięcie jest wynikiem wstrząsu. Po każdym zdarzeniu musimy udać się na dół, by ocenić, czy w wyniku wstrząsu nastąpiło trwałe uszkodzenie wyrobiska, które uniemożliwia jego dalszą eksploatację. Jeśli tak, wtedy uznajemy to za tąpnięcie. Jeśli wyrobisko zostało uszkodzone tylko częściowo i można przywrócić ich funkcjonalności, wtedy mówimy o odprężeniu górotworu.
Silny wstrząs może doprowadzić do wyłączenia odcinka z eksploatacji. Zniszczone obszary o mniejszym znaczeniu dla poziomu produkcji górnicy opuszczają na stałe.
Tego nie da się przewidzieć
Chociaż wykresy na monitorach stacji mogą kojarzyć się z zapisem EEG lub EKG, w przeciwieństwie do lekarzy geofizycy nie są w stanie zobaczyć na nich zakłóceń zwiastujących wstrząs.
– Wstrząs następuje nagle. Nie da się go przewidzieć – mówi Eugeniusz Koziarz i podkreśla, że oczywiście wstrząs zdecydowanie bardziej czuje się pod ziemią. To, jak odbierają go osoby na powierzchni, zależy od hipocentrum zjawiska i sposobu, w jaki rozchodzi się ono w górotworze.
– Prowadząc eksploatację naruszamy pewien układ naprężeń w górotworze. Ten układ ma swój obszar krytyczny i jeśli tę równowagę sił naruszymy, wtedy jest to mocniej odczuwalne także na powierzchni. Wstrząsy o niskiej energii są dla nas bardzo korzystne, bo wtedy nie dochodzi do kumulacji tych naprężeń i relaksacja górotworu ma wolniejszy przebieg – wyjaśnia geofizyk.
Na szczęście dla górników tej kumulacji można w pewnym stopniu zapobiegać. Temu służą wstrząsy prowokowane i okresy wyczekiwania po nich. – To od półtorej do sześciu godzin bez załogi. Zdarzało się nawet, że ta przerwa wynosiła nawet dobę – mówi Koziarz.
W 2019 r. 36 proc. zarejestrowanych zdarzeń stanowiły wstrząsy sprowokowane. W tym roku jest ich już więcej – 47 proc. Ma to związek m.in. ze specyfiką ZG Rudna – eksploatacja prowadzona jest tu na głębokości już 1 200 metrów. Żadna inna kopalnia nie operuje na takim poziomie.
– Dla każdego oddziału jest inny plan eksploatacji i do niego dopasowywane są rozkłady prac strzałowych, ale i tak wszystko determinuje natura – mówi kierownik stacji.
„Górnicza” skala nie ma górnej granicy
Geofizycy KGHM rejestrują też trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów.
– Widzimy, z którego kierunku przychodzą i mają one całkiem inny charakter zapisu niż wstrząsy kopalniane. Sinusoida wygląda zupełnie inaczej, jest łagodniejsza, długotrwała. Nasze są ostrzejsze – opisuje Eugeniusz Koziarz. – Jeden z takich wstrząsów rejestrowaliśmy przez ponad 20 minut, po czym podjąłem decyzję o przerwaniu rejestracji, bo w tym czasie nie byliśmy w stanie obserwować naszych zjawisk.
Wstrząsy w kopalni mierzy się też inną skalą niż trzęsienia ziemi. Do szerzej znanej skali Richtera da się odnieść tylko te mocniejsze. Dlatego w KGHM jednostką miary jest skala „górnicza”, pokazująca energię sejsmiczną wstrząsu.
– „Górnicza” skala pozwala rejestrować i precyzyjnie mierzyć także mniejsze wstrząsy, dla których skala Richtera jest już zbyt szeroka. Na Rudnej „dziewiątek” było do tej pory pięć i odpowiadały one czterem stopniom w skali Richtera – podaje Koziarz.
„Dziewiątki”, czyli wstrząsy, których wykładnik potęgi energii wyniósł 9 (np. 1,5×109 dżula, jak to miało miejsce w lipcu tego roku), to zdarzenia maksymalne zarejestrowane w KGHM, ale skale sejsmiczne są otwarte – nie mają górnej granicy. Geofizycy i specjaliści od zagrożeń tąpaniami nie chcą jednak nawet sobie wyobrażać skutków „dziesiątki”.
Plotka głosi, że na monitorach KGHM widać było też… nielegalne próby jądrowe w Rosji.
– Nie było wtedy Internetu, ciężko było więc to zweryfikować. Jeśli pojawiały się jakiekolwiek wzmianki w prasie, mogliśmy to zestawić z naszymi danymi, sprawdzając też kierunek, z którego wstrząs do nas przychodził. Jeśli nie było żadnych informacji, ale był to Wschód, można było tylko przypuszczać, że widzieliśmy na ekranach skutki właśnie takiego zdarzenia – uśmiecha się geofizyk.