Modeling of time dependent subsidence for coal and ore deposits

Abstract

Coal and ore underground mining generates subsidence and deformation of the land surface. Those deformations may cause damage to buildings and infrastructures. The environmental impact of subsidence will not be accepted in the future by the society in many countries. Especially there, where the mining regions are densely urbanized, the acceptance of the ground deformations decreases every year. The only solution is to limit the subsidence or its impact on the infrastructure. The first is not rentable for the mining industry, the second depends on the precise subsidence prediction and good preventing management involved in the mining areas. The precision of the subsidence prediction depends strictly on the mathematical model of the deformation phenomenon and on the uncertainty of the input data. The subsidence prediction in the geological conditions of the raw materials used to be made on the basis of numerical modeling or the stochastic models. A modified solution of the stochastic model by Knothe will be presented in the paper. The author focuses on the precise description of the deposit shape and on the time dependent displacements of the rock mass. A two parameters' time function has been introduced in the algorithm.

Land subsidence inversion method application for salt mining-induced rock mass movement

“…modelowane złoże jest dzielone na elementy złożowe opisujące geometrię pustek poeksploatacyjnych (Hejmanowski 1993). W przypadku implementacji modelu do estymacji deformacji powierzchni terenu wynikających z zaciskania się pustek solnych każda z komór reprezentowana jest przez elementy złożowe o wymiarach 20 × 20 m (Hejmanowski 2015). osiadanie pojedynczego punktu na powierzchni terenu, wynikającego z zaciśnięcia się jednego elementu złożowego, określane jest na podstawie zależności (Knothe 1984):…”

“…Pierwszym stopniem modelu jest konwergencja wyrobisk solnych w czasie, drugim stopniem jest tworzenie się niecki obniże-niowej w wyniku konwergencji. model ten został zaadaptowany przez Hejmanowskiego do warunków eksploatacji węgla, soli oraz miedzi przy uwzględnieniu dewiacji wpływów na powierzchni terenu (Hejmanowski 2015;sroka i Hejmanowski 1992;Hejmanowski i Kwinta 2010).…”

“…Taki kąt został uwzględniony w dalszych symulacjach. Współczynnik kąta dewiacji został przyjęty empirycznie jako µ = 0,7 (Hejmanowski 2015).…”

Evaluation of plow system performance in long-wall mining method using particle flow code

“…According to the importance of the coal production, many researchers try to investigate the various aspects of this subject (Cheng et al 2015;Hejmanowski 2015;Ju et al 2019;Fan and Ma 2018;Wirth et al 2018;Zhuravlev and Porokhnov 2019). Osterman (1974) compared the shearer and plow according to the seam properties, equipment, advance rate, etc.…”

Using the Bentley MicroStation environment to program calculations of predicted ground subsidence caused by underground mining exploitation

“…The calculation of deformation process factors has been significantly simplified by the use of computers since as early as the mid-1970s [6]. Since then, several other programs for forecasting post-mining terrain deformation have been created [7,8]. All of these applications were complicated to use and included complex functions which often duplicated the functionality of other computer systems used in coal mines.…”