Wpływ temperatury na ubytek masy i gęstość objętościową skał osadowych

• Autorzy: Sygała A. , Bukowska M.

Warianty tytułu

EN

The effect of temperature on the loss mass and bulk density sedimentary rocks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań ubytku masy oraz gęstości objętościowej iłowców i piaskowców o różnym uziarnieniu, poddanych działaniu temperatury z zakresu od 100 do 1000°C. Próbki skał pobrano z różnych rejonów GZW, z wszystkich obecnie eksploatowanych ogniw litostratygraficznych karbonu produktywnego. Na podstawie wyników badań stwierdzono zmianę ubytku masy wraz ze wzrostem uziarnienia. Największe zmiany zaobserwowano wśród iłowców, natomiast najmniejsze w piaskowcach gruboziarnistych. W przypadku zmian wartości gęstości objętościowej, po działaniu temperatury 600°C wykazano różne jej zmiany, w porównaniu z wartością w stanie powietrzno-suchym. Po działaniu temperatury 1000°C, wszystkie badane skały wykazały natomiast spadek wartości gęstości objętościowej.

EN

The article presents results of research into changes in loss of mass and bulk density of sedimentary rocks, under influence of temperature of between 100 and 1000°C. Sedimentary rocks (claystones and sandstones of different grain size), collected in different areas of Upper Silesian Coal Basin (GZW), from all currently operated carboniferous stratigraphic groups. Based on the results, there is a change of loss mass with increasing grain size. The biggest changes were observed among claystones while the smallest changes were characterized by coarse-grained sandstones. In the case of changes in the bulk density after the treatment of temperature 600°C showed various changes in the parameter compared to the value established in the air-dry state. After a temperature 1000°C all test sedimentary rocks, showed a reduction in the bulk density.

Słowa kluczowe

PL

temperatura wysoka; ubytek masy; gęstość objętościowa

EN

high temperature; mass loss; bulk density

• Wydawca: Wyższy Urząd Górniczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 11
• Strony: 9--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Sygała A.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Bukowska M.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• 1. Chaki S., Takarli M., Agbodjan W.P.: Influence of thermal damage on physical properties on a granite rock: Porosity, permeability and ultrasonic wave evolutions. Construction and Building Materials 2008, vol. 22, issue 7, s. 1456–1461.
• 2. Ćmiel S.R.: Charakterystyka epigenetycznych zmian węgla w pokładach w strefach uskokowych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wyd. Uniwersytet Śląski, Katowice 2009.
• 3. Dengina N.I., Kazak V.N., Pristash V.V.: Changes in Rocks at High Temperatures. Fiziko-Techniczeskie Problemy Razrabotki Polieznych Iskopaiemych 1993, No. 5, s. 96–103.
• 4. Dimitriyev A.P., Kusyayev L.S., Protasov Y.I., Yamschichikov V.S: Physical Properties of Rocks at High Temperature. Niedra Press, Moskva 1969.
• 5. Hajpál M., Török Á.: Mineralogical and colour changes of quartz sandstones by heat. Environmental Geology 2004, vol. 46, s.311–322.
• 6. Heuze F.E.: High-temperature Mechanical, Physical and Thermal Properties of Granitic Rocks – A Review. Intern. Journ. of Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanics Abstracts, 1983, vol. 20, s. 3–10.
• 7. Korzeniowski W., Skrzypkowski K.: Badania zmian wybranych właściwości geomechanicznych skał pod wpływem temperatury do 1100°C w aspekcie potencjalnych możliwości procesu podziemnego zgazowania węgla. Przegląd Górniczy 2012, nr 5, s. 44–53.
• 8. Małkowski P., Kamiński P., Skrzypkowski K.: Impact of heating carboniferous rocks on their mechanical parameters. AGH Journ. of Mining and Geoengineering 2012, vol. 36, No. 1, s. 231–242.
• 9. Małkowski P., Niedbalski Z., Hydzik-Wiśniewska J.: The change of structural and thermal properties of rocks exposed to high temperatures in the vicinity of designed geo-reactor. Archives of Mining Sciences 2013, vol. 58, No. 2, s. 465–480.
• 10. Małkowski P., Skrzypkowski K., Bożęcki P.: Zmiany zachowania się skał pod wpływem wysokich temperatur w rejonie georeaktora. Prace Nauk. GIG: Górnictwo i Środowisko 2011, nr 4/2, s. 259–272.
• 11. Małkowski P., Skrzypkowski K.: Zmiana właściwości mechanicznych i termicznych skał podczas procesu podziemnego zgazowania węgla. Cuprum 2013, nr 1, s. 67–80.
• 12. Maślankiewicz K., Szymański A.: Mineralogia stosowana. Wyd. Geol., Warszawa 1976.
• 13. Pinińska J.: Stan rozpoznania właściwości geomechanicznych skał w warunkach złożonego stanu naprężenia górnej partii skorupy ziemskiej. Prace PIG: t. 188: Budowa litosfery i północnej Polski – obszar projektu sejsmicznego Polonaise’97, 2006, s. 25–39.
• 14. Rauk J.: Optymalne wymiary generatora przy podziemnym zgazowaniu węgla kamiennego powietrzem. Prace GIG, Komunikat nr 660. Katowice 1976.
• 15. Rogoż M.: Hydrogeologia kopalniana z podstawami hydrogeologii ogólnej. Wyd. GIG, Katowice 2004.
• 16. Siegesmund S., Mosch S., Scheffzük C., Nikolayev D.I.: The bowing potential of granitic rocks: rock fabrics, thermal properties and residual strain. Environmental Geology 2008, vol. 55, s. 1437–1448.
• 17. Somerton W.H.: Thermal properties and temperature-related behavior of rock/fluid systems. Wyd. Elsevier, Amsterdam 1992.
• 18. Tian H., Kempka T., Schlüter R., Feinendegen M., Ziegler M.: Influence of high temperature on rock mass surrounding in situ coal conversion sites. Proceedings of the 10th Intern. Symp. on Environmental Geotechnology and Sustainable Development – ISEGSD, Bochum 2009.
• 19. Tian H., Kempka T., Xu N.-X., Ziegler M.: Physical Properties of Sandstone After High Temperature Treatment. Rock Mechanics and Rock Engineering 2012, vol. 45, s. 1113–1117.
• 20. Wolf K.H., Bruining H.: Modelling the interaction between underground coal fires and their roof rocks. Fuel 2007, vol. 86, issue 17–18, s. 2761–2777.
• 21. Wu G., Wang Y., Swift G., Chen J.: Laboratory Investigation of the Effects of Temperature on the Mechanical Properties of Sandstone. Geotechnical and Geological Engineering 2013, vol. 31, issue 2, s. 809–816.
• 22. Wyrwicki R.: Analiza derywatograficzna skał ilastych. Wyd. Uniwersytet Warszawski, Warszawa 1988.
• 23. Yavuz H., Demirdag S., Caran S.: Thermal effect on the physical properties of carbonate rocks. Intern. Journ. of Rock Mechanics and Mining Sciences 2010, vol. 47, s. 94–103.
• 24. You L.J., Kang Y.L.: Effects of thermal treatment on physical property of tight rocks. Progress in Geophysics 2009, vol. 24(5), s. 1850–1854 (in Chinese).