Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 223

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  Upper Silesian Coal Basin
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
EN
The extraction and economical use of methane from coal mines in the Upper Silesian Coal Basin, Poland (USCB) have shown a variable tendency in recent decades, with numerous fluctuations from year to year. In 2021, approximately 286 million m3 of methane was collected from coal mines, which accounted for approximately 40% of the total emissions of this gas to mine workings. Due to the fact that the economical use of coal mine methane brings environmental, economic and work safety benefits, increasing its extraction is an urgent need. Trends in changes in the amount of mined methane in the entire USCB and in the deposits where the most methane was extracted in the last 25 years were analysed. The most important potential factors influencing the variability of coal mine gas extraction were taken into account, i.e. elements of the geological structure, coal extraction, methane emissions, mining and technical conditions, etc. The directions for using the collected methane and the main consumers were discussed. The aim is to indicate the most important problems faced by coal mining in terms of the capture and management of methane over the last 25 years and to outline possible solutions.
EN
Trace elements contained in rocks, especially those classified as potentially toxic elements (PTEs), can be largely harmful. Knowledge of the geochemical composition of waste is of great importance due to the potential possibility of contamination with these elements in the environment. The paper presents the geochemical characteristics of the sedimentary rocks from the Carboniferous coal-bearing series of the USCB. The present study used data for 120 samples from borehole WSx representing Zaleskie layers and Orzeskie layers within the Mudstone Series (Westphalian A, B). Major oxide concentrations (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2, Cr2O3, Ba) were obtained using an X-ray fluorescence spectrometry. The concentration of potentially toxic elements (Be, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Zr, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Tl, Pb, Bi, Th, and U) was analyzed using inductively-coupled plasma mass spectrometry. As there are no relevant standards for the content of toxic elements in post-mining waste stored in dumps, the concentrations of elements were compared to their share in the Upper Continental Crust. Most elements, such as B, Sc, V, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Sb, W, Tl, Pb, Bi, Th, and U had higher mean concentrations than those of the Upper Continental Crust (UC). Concentrations of the analyzed toxic elements in the studied samples did not exceed permissible values for soils, therefore they are not a potential threat to the environment. The results of the Pearson correlation analysis showed differing relationships among the analyzed toxic elements in the studied samples.
PL
Pierwiastki śladowe zawarte w skałach, zwłaszcza te zaliczane do pierwiastków potencjalnie toksycznych (PTE), mogą być w dużej mierze szkodliwe. Znajomość składu geochemicznego odpadów ma duże znaczenie ze względu na potencjalne możliwości zanieczyszczenia środowiska tymi pierwiastkami. W pracy przedstawiono geochemiczną charakterystykę skał osadowych z serii węglonośnej GZW. W niniejszej pracy wykorzystano dane dla 120 próbek z otworu wiertniczego WSx reprezentujące warstwy zaleskie i orzeskie Serii Mułowcowej (westfal A, B). Stężenia głównych tlenków (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2, Cr2O3, Ba) oznaczono metodą fluorescencji rentgenowskiej. Stężenie pierwiastków potencjalnie toksycznych (Be, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Zr, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Tl, Pb, Bi, Th, i U) analizowano za pomocą spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie. Ze względu na brak odpowiednich norm dotyczących zawartości pierwiastków toksycznych w odpadach pogórniczych składowanych na składowiskach porównano stężenia pierwiastków z ich udziałem w górnej części skorupy ziemskiej (UC). Większość pierwiastków, takich jak B, Sc, V, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Sb, W, Tl, Pb, Bi, Th i U, miała wyższe średnie koncentracje niż koncentracje w górnej części skorupy ziemskiej Stężenia analizowanych pierwiastków toksycznych w badanych próbkach nie przekraczały wartości dopuszczalnych dla gleb, dlatego nie stanowią potencjalnego zagrożenia dla środowiska. Wyniki analizy korelacji Pearsona wykazały różne zależności między analizowanymi pierwiastkami toksycznymi w badanych próbach.
EN
This paper presents geochemical data for 171 core samples of the Carboniferous coal-bearing series and the Miocene cove from the central part of the Upper Silesian Coal Basin. Major oxide concentrations (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2, and Cr2O3) were obtained using XRF. Trace and major elements (Mo, Cu, Pb, Zn, Ni, Co, U, Cr, V, Mn, As, Th, Sr, Cd, Sb, Bi, Ba, Ti, W, Zr, Ce, Nb, Ta, Be Sc) were analysed ICP-MS. The main goals of this study were to demonstrate the distribution, as well as the stratigraphical variability, of the selected elements and to determine whether chemostratigraphy tools could be effectively applied to analyze Carboniferous and Miocene deposits of the USCB. Geochemical studies have shown showed different geochemical features of the samples from the Carboniferous and the Miocene. The diversity is mainly expressed in the enrichment of Miocene sediments in Ca and Sr related to biogenic carbonate material. It was also stated that the concentrations of trace elements associated with the detrital fraction, such as Zn, Cr, Co, Ba, Ti, Zr, Nb, and Sc show slightly higher values in Carboniferous sediments. On the basis of the content of Ti, Zr, and Nb, as well as ratios such as Th/U, Zr/Th, Ti/Zr, and TiO2/K2O, units with different inputs of the terrigenous fraction can be identified in both Carboniferous and Miocene formations. The paper shows that chemostratigraphy can be used as a stratigraphic and correlation tool for the Carboniferous and the Miocene deposits of the USCB.
PL
W pracy przedstawiono dane geochemiczne dla 171 próbek skał osadowych z karbońskiej serii węglonośnej i pokrywy mioceńskiej z centralnej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Udziały głównych tlenków (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2 i Cr2O3)oznaczono za pomocą XRF. Pierwiastki główne i śladowe (Mo, Cu, Pb, Zn, Ni, Co, U, Cr, V, Mn, As, Th, Sr, Cd, Sb, Bi, Ba, Ti, W, Zr, Ce, Nb, Ta, Be i Sc) analizowano przy pomocy ICP-MS. Głównym celem badań była analiza koncentracji i zmienności stratygraficznej wybranych pierwiastków głównych i śladowych, jak również ocena możliwości stosowania chemostratygrafii w analizie karbońskich i mioceńskich osadów GZW. Badania geochemiczne wykazały odmienne właściwości geochemiczne próbek z karbonu produktywnego oraz miocenu. Zróżnicowanie to wyraża się głównie wzbogaceniem osadów miocenu w Ca i Sr, związane z biogenicznym materiałem węglanowym. Stwierdzono również, że stężenia pierwiastków śladowych, związanych z frakcją detrytyczną, takich jak: Zn, Cr, Co, Ba, Ti, Zr, Nb, Sc, wykazują nieco wyższe wartości w osadach karbonu. Na podstawie koncentracji pierwiastków Ti, Zr i Nb oraz wskaźników geochemicznych Th/U, Zr/Th, Ti/Zr, TiO2/K2O można zidentyfikować jednostki o różnym udziale frakcji terygenicznej, zarówno w osadach karbonu i miocenu. W pracy wykazano, że chemostratygrafia może być z powodzeniem wykorzystywana jako narzędzie stratygraficzne i korelacyjne dla utworów karbonu i miocenu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.
EN
The geomechanical modeling turned out to be an essential component of the hydrocarbon exploration assisting reduction of risk of drilling issues and optimization of hydraulic fracturing treatment. This study provides a workflow of critically stressed fracture (CSF) analysis dedicated for coal layers. The main focus of the paper is applying the 1D mechanical models and following modelling of hydraulic fracturing treatment to describe the fracture behavior under the impact of the stresses at the wellbore scale. Another objective of presented study is demonstration of benefits of 1D and 3D CSF analysis to understand fracture contribution to gained volume of hydrocarbon after fracturing of coal seam. Interpretation of fracture orientation and their behavior is vital to effective development of coal bed methane (CBM) resources as the CSF can be responsible for considerable part of CBM production. Natural fractures and faults contribute to fluid flow through rock. It is often noted that natural fractures may not be critically stressed at ambient stress state. However, during stimulation the optimally oriented natural fracture sets have an inclination to become critically stressed. Hence, understanding of the recent stress state and fracture orientations is significant for well planning and fracturing design. The outcome of this study are comprehensive 1D mechanical Earth models (MEMs) for analyzed wells and explanation of behavior of identified CSF under variable stress state as well as understanding of the connectivity of natural fractures within zone subjected to fracturing treatment.
PL
Artykuł dotyczy wykorzystania technologii wiercenia otworów kierunkowych – tzw. intersekcyjnych, które Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA wykonało w ramach prac badawczych prowadzonych w latach 2016–2021. Projekt miał na celu wykorzystanie nowoczesnych technologii w próbach rozpoznania złóż niekonwencjonalnych – formacji węglowych o niskiej przepuszczalności i niskim ciśnieniu złożowym, otworami wierconymi z powierzchni na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przedstawiono zasadę gromadzenia się gazu w węglu (zjawisko adsorpcji opisywane modelem Langmuira) oraz sposób eksploatacji przez odwrócenie tego zjawiska i doprowadzenie do desorpcji przy wykorzystaniu odwadniania górotworu przez pompę zamontowaną w otworze pionowym poniżej intersekcji z otworem poziomym (horyzontalnym). Wyjaśniono celowość wiercenia otworu z odcinkiem horyzontalnym jako sposób zwiększenia strefy drenażu formacji produktywnej. W artykule zwrócono uwagę na zagadnienia związane z mechaniką górotworu, a dokładnie z określeniem kierunków naprężeń jako kluczowego parametru przy ustalaniu trajektorii otworów, które mają podlegać szczelinowaniu hydraulicznemu. Orientacja otworu prostopadle do kierunku maksymalnych naprężeń SHmax pozwala osiągać maksymalną wielkość stymulowanej strefy przyodwiertowej podczas zabiegu intensyfikacyjnego. Kluczowym fragmentem artykułu jest opis prac związanych z projektowaniem, a następnie wykonaniem systemu przecinających się (intersekcyjnych) otworów kierunkowych. Pionierskość omawianego projektu polegała zarówno na zastosowaniu technologii namierzania magnetycznego (ang. active magnetic rangening), jak i na wierceniu systemu otworów z jednego „placu” w sąsiedztwie dodatkowego otworu (również intersekcyjnego z otworem pionowym). Wykorzystane technologie wiercenia RSS (ang. rotary steerable system) pozwoliły na zrealizowanie zaprojektowanych trajektorii otworów i trafienie narzędziem o średnicy 6 cali w rurę z włókna szklanego o średnicy 7 cali na głębokości około 850 metrów. We wnioskach autorzy podkreślają innowacyjność wykonanych prac, zarówno w skali firmy, kraju, jak i światowej. Podają również przykłady zastosowania wykorzystanych technologii. Wart podkreślenia jest fakt, że wykonalność zaprojektowanych prac badawczych została potwierdzona w zastosowaniu przemysłowym.
EN
The article examines the use of directional and intersection drilling technology applied by Polish Oil and Gas Company (PGNiG) as part of research work carried out between 2016 and 2021. The project was aimed at using advanced technologies in assessment of prospectivity of unconventional reservoirs – coal formations with low permeability and low pore pressure with wells drilled from the surface in the Upper Silesian Coal Basin. Firstly, the mechanism of gas accumulation in coal was described (the adsorption phenomenon defined by the Langmuir model), followed by the method of exploitation by desorption using a pump installed in a vertical well below the intersection with a horizontal section. Finally, the expediency of drilling a well with a horizontal section as a way to increase the drainage zone of a productive formation was explained. The article draws attention to the issues related to the geomechanics, and more precisely to the determination of the stress azimuth as a key parameter in determining the optimal trajectory of the wells to be subjected to hydraulic fracturing. The findings suggest that the orientation of the well perpendicular to the direction of the maximum stresses SHmax allows to achieve the maximum stimulated rock volume during the intensification treatment. The key fragment of the paper describes the work related to the design and execution of a system of intersecting directional wells. The pioneering character of the discussed project consisted in both using active magnetic ranging technology and drilling a set of wells from one location. The RSS (rotary sterable system) drilling technology allowed for the execution of the designed well trajectories and for hitting a 7-inch diameter fiberglass pipe at a depth of about 850 meters with a 6-inch diameter tool. The conclusions emphasize the innovativeness of the performed work on the local (company), national and global scale. Examples of the application of the used technologies are also provided. It is worth highlighting that the feasibility of the designed research work has been confirmed in industrial application.
EN
The Upper Silesian Coal Basin (USCB) is the largest coal basin in Poland and one of the largest in Europe. It is the most industrialised region in the country. The main natural source of energy is hard coal, which was produced by 65 mines in the early nineties. The USCB geology is very diverse and not homogeneous. Coal deposits situated in the central, southern, and western regions are mostly covered by impermeable Miocene deposits, which helped methane (CH4) to accumulate in the past. Methane is one of the most dangerous natural hazards in Polish underground mining because it is an explosive gas. CH4is also the second strongest greenhouse gas after carbon dioxide, but its radiative power is 20–25 times stronger than the radiative power of CO2. Polish coal mines release 470 thousand Mg (average) of CH4 yearly and it contributes to the greenhouse effect increase. Year after year, Upper Silesian coal mines are going to extract hard coal from deeper seams where the methane content in coal seams is much higher. To keep workers safe, CH4 needs to be captured and released to the open-air atmosphere or used in the power and heat production.
PL
Wstrząsy sejsmiczne, wywołane nagłym odprężeniem skał górotworu w pobliżu podziemnych wyrobisk górniczych, stanowią zagrożenie dla ludzi pracujących pod ziemią. Propagująca fala sejsmiczna powoduje gwałtowny wzrost obciążeń dynamicznych, a te są bezpośrednio związane z wielkością drgań ośrodka skalnego. Znajomość parametrów tych drgań wpływa na ocenę stateczności wyrobisk podziemnych oraz pozwala na właściwy dobór obudowy chodnikowej. Jedną z metod umożliwiających prognozowanie parametrów drgań sejsmicznych od wstrząsów górniczych jest Metoda Elementów Spektralnych (SEM). W metodzie tej obliczane są sejsmogramy syntetyczne, które umożliwiają obrazowanie pełnego przebiegu falowego. W artykule przedstawiono wyniki modelowań drgań od wstrząsu o magnitudzie 2.7 w skali Richtera, który wystąpił w dniu 17.04.2018 w kopalni KWK Piast-Ziemowit. Obliczone sejsmogramy wykazują dużą zgodność z rzeczywistymi przebiegami falowymi, zarejstrowanymi w bliskiej odległości od ogniska wstrząsu. Wskazuje to na właściwy dobór parametrów modelu i potwierdza skuteczność metod numerycznych, które mogą stanowić uzupełnienie metod analitycznych w rozwiązywaniu problemów związanych z bezpieczeństwem pracy pod ziemią.
EN
Seismic tremors, caused by sudden relaxation of a rock mass near underground mining excavations, pose a considerable threat to people working underground. The propagating seismic wave causes a rapid increase in the dynamic loads, which are directly related to the amount of rock vibration. Knowledge of the vibration parameters can be used in the assessment of the stability of underground excavations and allows for the proper selection of gallery support. One of the methods for forecasting seismic vibration parameters from mining tremors is the spectral element method (SEM). In this method, synthetic seismograms are calculated to image the full waveform. This article presents the results of modeling vibrations generated by a tremor with a magnitude of 2.7 on the Richter scale; this tremor occurred on April 17, 2018, in the KWK Piast-Ziemowit mine. The calculated seismograms show high compliance with the real waveforms recorded near the source of the tremor. This compliance indicates that the selected model parameters were correct and confirms the effectiveness of numerical methods to complement analytical methods in solving problems related to underground work safety.
PL
Przedstawiono zastosowanie techniki satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) do monitorowania zmian powierzchni terenu, jakie wystąpiły w wyniku wstrząsu górniczego o energii sejsmicznej E= 3∙109J (magnituda ML=4.0), który miał miejsce 13.01.2020 r. w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, w południowej części kopalni Budryk. Dla określenia wielkości zmian powierzchni terenu, które miały miejsce przed i po wystąpieniu wstrząsu, zastosowano zobrazowania SAR wykonane przez satelity Sentinel-1. Został przeprowadzony cały proces analizy interferometrycznej, to jest sprawdzono koherencję poszczególnych zobrazowań, wygenerowano 7 interferogramów oraz wyznaczono przemieszczenia powierzchni terenu. Na interferogramie obejmującym czas bezpośrednio po wystąpieniu wstrząsu uwidacznia się bardzo wyraźna niecka obniżeniowa. Maksymalne obniżenie powierzchni wyniosło w tym czasie 35 mm. Kilkanaście dni przed powyższym wstrząsem górotworu obserwowane były również wyniesienia powierzchni terenu na obszarze większym niż sama niecka obniżeniowa. Opracowane wyniki pozwoliły na potwierdzenie możliwości wykorzystania metody satelitarnej interferometrii radarowej, jako narzędzia do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania wielkości i zasięgu zmian na powierzchni terenu, powstałych wskutek wystąpienia silnego wstrząsu górniczego.
EN
The application of the satellite differential interferometry (DInSAR) technique to monitor changes in the terrain surface as a result of mining tremor, with seismic energy E = 3∙109J (local magnitude ML=4.0) has been presented. Above mentioned tremor took place on January 13, 2020 in the Upper Silesian Coal Basin in southern part of Budryk mine. To estimate the magnitude of the terrain surface changes that occurred before and after this tremor, SAR images from Sentinel-1 satellites were used. The whole process of interferometric analysis was carried out - the coherence of individual images was checked, 7 interferograms were generated and the surface displacements were determined. A very clear subsidence trough is visible on the interferogram imediately after the occurrence of analyzed mining tremor. The maximum subsidence of the surface, at that time reached 35 mm. A dozen or so days before the mining tremors, elevations of the land surface were also observed in an area larger than the subsidence basin itself. The developed results allowed to confirm the method of satellite radar interferometry as a tool for quick and precise determination of the size and extent of changes on the surface of the terrain where strong mining tremor occurred.
EN
The article presents the results of works concerning evaluation of undeveloped deposits in the Upper Silesian Coal Basin and an estimation of hard coal reserves which can be developed by 2050. Evaluation of hard coal deposits was established on criterions choice and their score determination. On the basis of obtained the final score and after consultations with experts in the field of hard coal mining, there were selected three areas of undeveloped deposits with the amount of about 1.99 Gt (billion metric tons) of anticipated economic resources which can extend the coal reserve base located in the direct vicinity of operating hard coal mines. Additionally, one undeveloped coal deposit with estimated resources amounts to about 1.15 Gt was selected as a potential deposit whose resources could be included in the reserves of operating mines, up to the depth of 1,500 metres. Deposit areas were selected and hard coal reserves were estimated with a view to building new coal mines. For Oświęcim-Polanka deposit, there was built a 3D geological model with estimated the amount of 924 Mt (million metric tons) of anticipated economic resources of coal. An example of a deposit development with ventilation, extraction and transport/haulage underground roadways connecting coal seams with the surface are presented. The designed mine working was placed in the 3D geological deposit model which is a useful tool for designing spatial deposit management.
EN
In Zabrze, Dąbrowa Górnicza and Tarnowskie Góry towns, seven underground tourist trails are located in historical mines. Four of them were developed in the central part of the Upper Silesian Coal Basin, two of which, at the “Królowa Luiza” (“Queen Louise”) Adit (comprising the former coal mine “Królowa Luiza” and the drainage Main Key Hereditary Adit remnant), and two others at the “Guido” Mine in Zabrze town. The next one was developed in the eastern part of the Upper Silesian Coal Basin, in a part of the “Sztygarka” Training Coal Mine in Dąbrowa Górnicza. Two other trails are located in Tarnowskie Góry town, in the border zone between the Upper Silesian Coal Basin and the Silesian-Kraków Monocline. These are the relics of the historical lead, zinc and silver ore mine, and the “Czarny Pstrąg” (“Black Trout”) drainage adit. The bituminous coal deposits are hosted in the Upper Carboniferous clastic formations, which fills the Upper Silesian Coal Basin. The metal ores are hosted in Middle Triassic dolomites, which belong to the southern margin of the Silesian-Kraków Monocline. The geotourism attractiveness of all these historical mines was demonstrated by selected annual statistical data of tourist attendance. In general, the interest in these facilities has been growing since decades, same as the popularity of industrial heritage in the Upper Silesia. These three towns have become very widely known in Poland and in the world.
PL
W Zabrzu, Dąbrowie Górniczej i Tarnowskich Górach utworzono w sumie siedem podziemnych tras turystycznych prowadzonych wyrobiskami górniczymi zabytkowych kopalń. Cztery z nich znajdują się w Zabrzu, w centrum Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, a jedna w Dąbrowie Górniczej, na jego wschodnim krańcu. Dwie pozostałe są natomiast zlokalizowane na pograniczu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i monokliny śląsko-krakowskiej, w Tarnowskich Górach. Na terenie Zabrza dwie podziemne trasy turystyczne zostały wytyczone w Sztolni „Królowa Luiza”, zespole łączącym wybrane wyrobiska dawnej Kopalni Węgla Kamiennego „Królowa Luiza” z odwadniającą ją Główną Kluczową Sztolnią Dziedziczną, a pozostałe dwie w Zabytkowej Kopalni Węgla Kamiennego „Guido”. W Dąbrowie Górniczej udostępniono do zwiedzania część wyrobisk górniczych dawnej Kopalni Ćwiczebnej „Sztygarka”, natomiast w Tarnowskich Górach podziemne trasy turystyczne wyznaczono w zabytkowej kopalni srebra i Sztolni „Czarnego Pstrąga”. Złoża węgla kamiennego występują w klastycznych osadach górnokarbońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, natomiast rud metali  – w środkowotriasowych dolomitach kruszconośnych południowej części obszaru monokliny śląsko-krakowskiej. Atrakcyjność geoturystyczna poszczególnych tras podziemnych została określona na podstawie porównania wyników analiz statystycznych frekwencji turystów w poszczególnych obiektach. Generalnie obserwowany jest jej wzrost na przestrzeni lat, wraz ze zwiększającą się popularnością dziedzictwa przemysłowego na Górnym Śląsku z biegiem czasu, zarówno w Polsce, jak i na całym świecie.
EN
The main objective of this study is to present calculation methods of horizontal stress profiles, taking into account the stress boundaries model, poro-elastic horizontal strain model and the effective stress ratio approach, using calibration with wellbore failure. The mechanical earth model (MEM) parameters from log measurements and well testing data were estimated for a well located in the southeastern part of the Upper Silesian Coal Basin. Log-derived horizontal stresses of the well are commonly treated as the final product of geomechanical modeling in oil and gas practices. A less popular method for estimating horizontal stresses is based on Kirsch equations juxtaposed with compressional and tensile failure observed on a micro-imager or six-arm caliper. Using this approach, horizontal stresses are determined based on the fact that when hoop stresses exceed the formation’s tensile strength, tensile fractures are created, and when those stresses exceed the compressive strength of the formation, breakouts can be identified. The advantage of this method is that it can be run without in situ stress measurements. The presented workflow is recommended every time there is an image log and dipole sonic measurement in the available dataset, both being necessary to observe the failure zones and MEM.
EN
The paper presents the variability of methane emissions in mining excavations in the Brzeszcze mine (Poland) against the background of hard coal output, geological and mining factors. The geological structure of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) is very diverse. The Brzeszcze coal deposit is located close to the large and permeable Jawiszowice fault which increases the methane hazard during mining activities performed close to this fault. The overall decrease in hard coal output (1988–2018) has coincided with a rapid increase in methane emissions (1997–2018). Throughout the study period, hard coal output decreased threefold from 3.9 to 1.2 million Mg annually. Coal extraction in high methane content beds (e.g. 510, 405/1, 364, 352) increases the total methane (CH4) emission into mining excavations, aggravating the methane hazard due to the high explosiveness of the gas. To protect miners, coal workings need to be continuously ventilated, taking the harmful gas out of the mine (ventilation air methane emission) or methane needs to be captured by underground methane systems (degassing). Every year, over 34 million m3 of CH4 is captured by the drainage systems and over 70 million m3 CH4 (average) is discharged through ventilation shafts into the atmosphere. The presence of the large, permeable regional dislocation, the Jawiszowice fault zone, shaped the methane concentration in the fault vicinity, when the highest methane emissions during coal mining was studied.
EN
The solutions presented permit the practical determination of the physical parameters of peak ground vibration, caused by strong mining tremors induced by mining, in the Polish part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). The parameters of peak ground horizontal velocity (PGVH) and peak ground horizontal acceleration (PGAH10) at any point of earth’s surface depend on seismic energy, epicentral distance and site effect. Distribution maps of PGVH and of PGAH10 parameters were charted for the period 2010-2019. Analysis of the results obtained indicates the occurrence of zones with increased values of these parameters. Based on the Mining Seismic Instrumental Intensity Scale (MSIIS-15), which is used to assess the degree of vibration intensity caused by seismic events induced by mining, and using the PGVH parameter, it was noted that the distribution map of this parameter includes zones where there vibration velocities of both 0.04 m/s and 0.06 m/s were exceeded. Vibrations with this level of PGVH correspond to intensities in the V and VI degree according to the MSIIS-2015 scale, which means that they can already cause slight structural damage to building objects and cause equipment to fall over. Moreover, the reason why the second parameter PGAH10 is less useful for the evaluation of the intensity of mining induced vibrations is explained. The PGAH10 vibration acceleration parameter, in turn, can be used to design construction of the objects in the seismic area of the Upper Silesian Coal Basin, where the highest acceleration reached a value of 2.8 m/s2 in the period from 2010 to 2019.
EN
The Neogene basaltoid intrusions found in the S-7 borehole in the Sumina area (USCB) caused transformations of the adjacent Carboniferous rocks. The mineral and chemical compositions of the basaltoides are similar to those of the Lower Silesian basaltoides. The transformations that took place in the vicinity of the intrusion were manifested in the formation of natural coke, the secondary mineralization of these rocks (calcite, chlorite, zeolites and barite) and in the specific distribution of rare earths (REY). Among REY, the light elements (LREY) had the highest share, while the heavy elements (HREY) had the lowest share. Regardless of the lithological type of the analyzed rock, with increasing distance from the intrusion, the percentage of MREY and HREY elements increases at the expense of the light elements LREY. All analyzed distribution patterns of the REYs are characterized by the occurrence of anomalies, which often show a significant correlation with the distance of sampling points from the basaltoid intrusion. The specific distribution of REYs in the vicinity of the intrusion of igneous rocks is an indication of the impact of hydrothermal solutions associated with the presence of basaltoides on the rocks closest to them located at a temperature of over 200°C
EN
This article presents the results of tests on the energy properties of sedimentary rocks in the Upper Silesian Coal Basin. The rocks were tested both in an air-dry state and in a water saturation state. Samples of sedimentary rocks were collected from boreholes drilled in the underground workings of coal mines located within the area of the city of Jastrzębie, in the areas of the Chwałowice Trough and Rybnik Trough (south-western part of the Upper Silesian Coal Basin) and in the Main Trough. Influence of saturation condition on the values of the tested energy parameters was observed. The values of elastic energy and dissipated energy obtained for the samples tested in water saturation were lower compared to the values obtained for samples tested in air-dry state. As observed, an increase in the values of the given types of specific energy corresponds to an increase in the uniaxial compression strength in air-dry state and in water saturation state. Results of the tests are original and they can be applied while analysing the possibility of the occurrence of some dynamic phenomena and hazards in mine workings in Carboniferous rock mass in the Upper Silesian Coal Basin, caused by mining operations.
EN
Geological studies of the Polish coal basins - namely the Upper Silesian Basin, the Lower Silesian Basin and the Lublin Basin - are diverse due to the differences in the extent of exploration and coal mining activities, as well as the complicated political history of each basin. This paper presents a review of the most important geological works performed after World War II on the territory of Poland. The studies conducted by the Polish Geological Institute (PGI) were of critical importance, especially those which were concentrated on the geology and stratigraphy of Carboniferous strata. It should be emphasized that the PGI made a great contribution to the discovery and subsequent evaluation of coal resources in the Lublin Coal Basin. Equally important are exploration endeavors and coal resource evaluation conducted by the PGI in the other two Polish coal basins. In addition, the PGI initiated and performed investigations of coalbed methane.
PL
W ostatnich latach nastąpił wzrost zainteresowania polskiego przemysłu naftowo-gazowniczego złożami niekonwencjonalnymi, w tym zasobnymi w metan pokładami węgla (CBM). Aby uwolnić zawarty w formacji węglowej gaz, wymagane jest wykonanie zabiegu hydraulicznego szczelinowania horyzontu produktywnego, udostępnionego najczęściej odwiertem kierunkowym z powierzchni. Kluczowymi informacjami wymaganymi przy projektowaniu zabiegu hydraulicznego szczelinowania są właściwości geomechaniczne ośrodka definiowane przez moduły sprężystości. Moduły te ze względu na anizotropię ośrodka zmieniają się w zależności od kierunku pomiaru. Artykuł ten opisuje eksperymentalną próbę wyznaczenia parametrów anizotropii Thomsena w próbce węgla kamiennego z obszaru GZW. Badanie wykonano metodą trójrdzenikową Vernika: rdzeniki były wycięte z bloku węgla: równolegle, prostopadle oraz pod kątem 45° do osi symetrii VTI. Badania ultradźwiękowe wykonano w temperaturze otoczenia, przy ciśnieniu uszczelnienia 10 MPa. Prędkość fal P i S zawierała się w przedziale odpowiednio 2,378–2,430 m/s i 1,261–1,328 m/s, przy czym fale najszybciej propagowały w próbce wyciętej równolegle do uwarstwienia. Uzyskane współczynniki anizotropii poprzecznej K i azymutalnej A bliskie jedności oraz parametry Thomsena ε, γ, δ, zbliżone do zera, pozwalają stwierdzić, że blok węgla charakteryzował się niewielką anizotropią spowodowaną warstwowaniem (laminacją) poziomym oraz mikropęknięciami, zgodnymi z kierunkiem warstwowania. Zostały również wyznaczone dynamiczne moduły sprężystości, których przedziały wartości odpowiadają danym literaturowym. Niskie moduły Younga (5,3–5,7 GPa) oraz wysokie współczynniki Poissona (0,29–0,30) sugerują, że omawiana próbka węgla powinna być zaliczana do skał o niskiej podatności na hydrauliczne szczelinowanie (wskaźnik brittleness 22,7–23,9%). Jednakże duża ilość spękań oraz słaba zwięzłość próbki, sprzyjające otwieraniu się szczelin podczas zabiegu, pozwalają stwierdzić, że ta skała nie powinna być traktowana jako plastyczna w klasycznym tego słowa rozumieniu.
EN
A growing interest in unconventional gas resources including coal bed methane (CBM) has been observed in Poland in recent years. CBM resources require hydraulic fracturing to gain the hydrocarbons. Elastic parameters of the resource rock are one of the keys to effective fracking. If the deposits are anisotropic, these parameters may vary depending on the direction of the measurement. This paper describes ultrasonic laboratory measurements of coal core samples from Upper Silesian Coal Basin, conducted in order to designate Thomsen anisotropy parameters. The tests were carried out using Vernik method (three core plugs: parallel, perpendicular and at 45° angle to VTI symmetry axis). Measurements were conducted at ambient temperature and confining pressure of 10 MPa. The velocities of the P – and S – wave fell within the range from 2.378 to 2.430 m/s and from 1.261 to 1.328 m/s, respectively. The velocities of P – and S – waves were the highest in parallel sample and the lowest in perpendicular plug. Obtained anisotropy factors K and A close to unity and Thomsen parameters close to zero let us state weak anisotropy caused probably by bedding (lamination) and microcracks along to the lamination. Dynamic elastic moduli were also calculated from velocities. Significantly low values of Young’s modulus (5.3–5.7 GPa), and high values of Poisson’s ratio (0.29–0.30) indicate that this sample should be considered as a hard to frack rock (brittleness index 22.7–23.9%). The large number of cracks in the samples facilitates, however, opening of the inducted fractures during treatment. This allows us to state that this rock should not be treated as typical plastic rock in classical meaning.
EN
The paper presents the correlation between the CRI (Coke Reactivity Index), CSR (Coke Strength after Reaction) and the remaining 36 quality parameters of coking coal from the Pniówek deposit (SW part of the USCB). The test results were obtained for a region of fundamental importance to the Polish reserves of coking coal, characterized by highly variable coalification and quality parameters. The tests related to the determination of relationships of the CRI and CSR indices to other parameters were based on 25 channel samples acquired from active workings. The characteristics of the variability of the CRI and CSR indices were analyzed using statistical methods. The dependencies between the CRI and CSR indices and the parameters having an impact on their values were determined using linear correlation. An attempt was also made to determine the correlations between the concerned parameters using the multiple correlation method. The obtained results have been presented and compared to the results of globally conducted experiments in the form of charts presented by (North et al. 2018b). No clear dependence of the CRI and CSR indices was exhibited in case of most of the analyzed quality parameters, which is supported by low correlation coefficients of r < 0.5. The statistical analysis exhibited only 9 cases of correlation between CRI and CSR with other quality parameters, where the correlation coefficient was r ≥ 0.5, that is: Hta, Na2O, Al2O3 and SiO2, Mn3O4, daa and dra. This confirms the different characteristics of coal from the studied area, exhibited multiple times, that should be related to the specific coalification process, especially the occurrence of thermal metamorphism.
PL
W artykule przedstawiono zależności korelacyjne pomiędzy wskaźnikami koksowniczymi CRI (Coke Reactivity Index) i CSR (Coke Strength after Reaction) a pozostałymi 35 parametrami jakości węgli koksowych w złożu Pniówek (SW część GZW). Wyniki badań uzyskano w obszarze o podstawowym znaczeniu dla polskiej bazy zasobowej węgli koksowych, która charakteryzuje się znaczną zmiennością jakości i uwęglenia. Badania związane z określaniem związków i powiązań wskaźników CRI i CSR z innymi parametrami, oparto na podstawie 25 próbek bruzdowych pobranych z czynnych wyrobisk górniczych. Charakterystykę zmian wartości wskaźników CRI i CSR analizowano z użyciem metod statystycznych. Zależności pomiędzy wskaźnikami CRI i CSR a parametrami mającymi wpływ na kształtowanie się ich wartości określono z użyciem korelacji prostoliniowej. Próbowano również określić współzależności pomiędzy analizowanymi parametrami metodą korelacji wielorakiej. Uzyskane wyniki przedstawiono na tle doświadczeń światowych zestawionych w postaci wykresów zaprezentowanych przez (North i in. 2018b). Wykazano brak wyraźnej zależności wskaźników CRI oraz CSR od większości analizowanych parametrów jakościowych o czym świadczą niskie wartości współczynników korelacji r < 0,5. Analiza statystyczna wykazała jedynie 9 przypadków korelacji CRI i CSR z pozostałymi parametrami jakościowymi, dla których wartość współczynnika korelacji r ≥ 0,5, tj.: Hta, Na2O, Al2O3 i SiO2, Mn3O4, dra i daa. Potwierdza to wielokrotnie wykazywaną odmienność węgli z obszaru badań, którą należy wiązać ze specyficznym przebiegiem procesów uwęglenia, a szczególnie z oddziaływaniem metamorfizmu termalnego.
EN
The research involved coal from 11 coal mines in the USCB in Poland, intended for combustion in power plants and for home furnaces. It has been stated that the content of As, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb and Zn in the ash of coal fines from the USCB with a density of <1.30 × 103 kg/m3 is the largest, and in the ash fraction with a density >2.00 × 103 kg/m3 is the smallest the fraction ash of coal fine with a density> 2.00 × 103 kg/m3 has the greatest impact on the content of As, Cd, Co, Cr, Mo, Pb and Zn in whole coal fines from the USCB. In turn, the largest impact on the content of Cu, Ni and Sb in whole fine coal ash has the fraction of coal fine having a density of 1.60–2.00 × 103 kg/m3 (for Cu) and fraction with a density <1.35 × 103 kg/m3 (Ni and Sb). The main carriers of elements in fine coal ash, thus in future furnace waste, are the grains of aluminosilicates and iron oxides resulting from the combustion of probably fusinite and semifusinite and the combustion of adhesions of these macerals with dolomite, ankerite and pyrite. The purification of fine coal from the matter with a density >2.00 × 103 kg/m3 may reduce the sulfur content (by 40%), the content of main element oxides (from 33% to 85%) and the content of ecotoxic elements (from 7% to 59%) in fine coal ash, i.e. in potential furnace wastes. Due to the small content of mineral matter, ash and sulfur in coal, small content of Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, P oxides and high content of SiO2 in coal ash, low value of the Rogi sinterability index, small inclination of coal fine to slag the furnaces and boiler fouling by sludge, the investigated coal was favorable for technological reasons, fuel in power plants and for home furnaces.
PL
Badaniom poddano miał węgla z 11 kopalń w GZW, przeznaczony do spalania w zakładach energetycznych. Stwierdzono, że w popiele frakcji miału węgla z USCB o gęstości <1,30 × 103 kg/m3 jest największa, a w popiele frakcji o gęstości >2,00 × 103 kg/m3 jest najmniejsza zawartość As, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb i Zn. Popiół frakcji miału węgla o gęstości >2,00 × 103 kg/m3 kg/m3 ma największy wpływ na zawartość As, Cd, Co, Cr, Mo, Pb i Zn w popiele miału węgla z USCB. Z kolei największy wpływ na zawartość Cu, Ni i Sb w popiele miału węgla ma frakcja miału węgla o gęstości 1,60–2,00 × 103 kg/m3 (dotyczy Cu) i frakcja o gęstości <1,35 × 103 kg/m3 (Ni i Sb). Głównymi nośnikami pierwiastków w popiele miału węgla, a zatem i w przyszłych odpadach paleniskowych, są ziarna glinokrzemianów i tlenków żelaza powstałe w wyniku spalenia prawdopodobnie fuzynitu i semifuzynitu oraz spalenia zrostów tych macerałów z dolomitem, ankerytem i pirytem. Ze względu na ponadprzeciętną zawartość Pb i Zn, popiół miału węgla z USCB może okazać się uciążliwy dla środowiska. Oczyszczenie miału węgla z materii o gęstości > 2.00 × 103 kg/m3 może zmniejszyć zawartość siarki (o 40%), zawartość tlenków głównych pierwiastków (od 33 % do 85%) i zawartości ekotoksycznych pierwiastków (od 7% do 59%) w popiele miału węgla, czyli w potencjalnych odpadach paleniskowych. Ze względu na małą zawartość substancji mineralnej, popiołu i siarki w miale węgla, małą zawartość tlenków Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, P i dużą zawartość SiO2 w popiele węgla, małą wartość indeksu spiekalności Rogi, małą skłonność miału węgla do żużlowania palenisk i zanieczyszczania kotłów osadem, badane miały węgla są korzystnym, ze względów technologicznych, paliwem w zakładach energetycznych i dla palenisk domowych.
EN
Hard coal is extracted in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) from deeper and deeper coal seams every year. In 2000, the average depth of coal extraction was 600 m, in 2010 – 700 m, but in the last two years (2016–2017) this has been extended to a depth of 770 m. The USCB is not homogeneous in layout in terms of methane hazard, but rather very diverse. Therefore, the USCB has been divided into seven gassy regions to show differences in methane danger distribution. Northern and central USCB regions (I, II and III) are the mostly naturally degassed, so the most dangerous gassy conditions are in the IV and V regions, where methane content in coal seams varies from 6 m3/Mg coaldafto above 18 m3/Mg coaldaf. The two westernmost USCB gassy regions (VI and VII) are poorer in methane than the IV and V areas. Six representative coal mines were chosen: Mysłowice-Wesoła, Budryk, Brzeszcze, Pniówek, Marcel and Rydułtowy-Anna based on their high hard coal production and total methane emissions. The reason for the highest methane emission in those regions might be fault tectonics facilitating methane migration and also the thick and continuous Miocene cover constituting a hermetic screen for gases in the southern part of the USCB.
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.