Odzysk odpadu energetycznego z metody mokrego odsiarczania spalin do likwidacji zbędnych wyrobisk górniczych

• Autorzy: Pierzyna P. , Popczyk M.

Warianty tytułu

EN

Coal combustion products (CCP) recovery from wet flue gas desulphurization for mine workings abandonment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odzysk odpadów energetycznych przez górnictwo podziemne stanowi największą alternatywę dla ich powierzchniowego składowania, co jest korzystne głównie z punktu widzenia ochrony środowiska naturalnego. W pracy podjęto temat oceny możliwości stosowania odpadu energetycznego, pochodzącego z metody mokrej odsiarczania, tzw. reagipsu z dodatkiem cementu w ilości 5, 10, 15 i 20% w podziemnych technologiach górniczych. Podstawę oceny stanowiła norma PN-G-11011 „Materiały do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów zawałowych. Wymagania i badania”. Wykonane mieszaniny charakteryzowały się wskaźnikami wodno-spoiwowymi w/s wynoszącymi 0,3, 0,4 i 0,5. Sklad chemiczny badanego reagipsu przedstawiono w tabeli 3. Na podstawie przeprowadzonych badań właściwości fizyko-mechanicznych mieszanin reagipsu z cementem można stwierdzić, że: – rozlewność zmieniała się od 90 do 305 mm, przy czym jedyna mieszanina z udziałem 20% cementu o wskaźniku w/s = 0,3 wykazała konsystencję plastyczną (rys. 2); – gęstość kształtowała się w zakresie od 1513 do 1905 g/l (rys. 3); – ilość wody nadosadowej wynosiła od 0 do 19,4% (rys. 4); – czas tężenia zmieniał się od 10 do 29 godz. (rys. 5); – czas wiązania zmieniał się od 18 do 74 godz. (rys. 6); – wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach kształtowała się od 0,25 do 4,98 MPa (rys. 7); – rozmakalność wynosiła od 3,4 do 38% (rys. 8). Jak wynika z analizy przeprowadzonych badań właściwości fizyko-mechanicznych można stwierdzić, że wymagania normy PN-G 11011:1998 „Materiały do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów zawałowych. Wymagania i badania” dla technologii: 1) podsadzki zestalanej spełniają tylko mieszaniny z dodatkiem 20% cementu o wskaźnikach w/s wynoszących 0,4 i 0,5, 2) doszczelniania zrobów zawałowych spełniają wszystkie mieszaniny z wyjątkiem mieszaniny z 20% udziałem cementu o wskaźniku w/s wynoszącym 0,3 ze względu na konsystencję plastyczną.

EN

The disposal of coal combustion products in underground mining is the most promising alternative to its surface storage. This paper presents an assessment of flue gas wet desulphurization byproduct (so-called REA-gypsum) mixed with 5, 10, 15, and 20% cement for use in underground mining technologies. For this assessment, the Polish standard PN-G-11011 “Materials for solidified backfill and gob grouting; Requirements and testing” was used. The water to solid (W/S) ratio of mixes was 0.3, 0.4, and 0.5. The chemical composition of REA-gypsum is presented in Table 3. Physicochemical tests of REA-gypsum mixtures with cement showed the following: G The spread test result was between 90 mm and 305 mm where only one mixture with 20% cement and a water to solid ratio = 0.3 had a plastic consistency (Fig. 2); G The density of mixtures ranged from 1,513 g/l to 1,905 g/l (Fig. 3); G The excess water was from 0% to 19.4% (Fig. 4); G Settling time was between 10 and 29 hours (Fig. 5); G Curing time was between 18 and 74 hours (Fig. 6); G The compressive strength after 28 days was from 0.25 MPa to 4.98 MPa (Fig. 7); G Soak resistance was from 3.4% to 38% (Fig. 8). The performed physicochemical tests show that the requirements of the standard PN-G-11011 “Materials for solidified backfill and gob grouting; Requirements and testing”: 1. For the solidified backfill technology were fulfilled for the mixture with 20%cement and a w/s ratio of 0.4 and 0.5 2. For the gob grouting technology were fulfilled by all the mixtures except the one with 20% cement and a W/S ratio of 0.3, due to the plastic consistency.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo; podsadzka zestalana; doszczelnianie; odpady energetyczne; reagips

EN

mining; solidified backfill; gob grouting; coal combustion products; REA-gypsum

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, z. 3
• Strony: 341--354
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pierzyna P.

• Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Popczyk M.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] MAZURKIEWICZ, M., PIOTROWSKI, Z. i TAJDUŚ, T. 1997. Lokowanie odpadów w kopalniach podziemnych. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Kraków.
• [2] PLEWA i in. 2007a – PLEWA, F., PIERZYNA, P. i PIONTEK, P. 2007a. Zastosowanie ups do wytwarzania podsasdzki samozestalanej z odpadów poflotacyjnych w kopalniach rud metali nieżelaznych. Konferencja: Popioły z energetyki. Monografia. Międzyzdroje, 17–19 października 2007. Wyd. Ekotech sp. z o.o., Szczecin, s. 129–140. ISBN 978-83-60050-07-1.
• [3] PALARSKI i in. 2007 – PALARSKI, J., PLEWA, F. i PIERZYNA, P. 2007. Możliwość wykorzystania odpadów poflotacyjnych z kopalni rud cynku i ołowiu do podsadzki samozestalanej. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2007. Sympozja i Konferencje nr 69. Szczyrk, 19–23 lutego 2007. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, s. 497–503. ISBN 978-83-60195-20-8.
• [4] PLEWA i in. 2007 – PLEWA, F., POPCZYK, M. i MYSŁEK, Z. 2007. Rodzaj produktów wytwarzanych w energetyce zawodowej i możliwość ich wykorzystania w podziemnych technologiach górniczych. XXI Konferencja: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej pt. Paliwa dla energetyki – rynki i technologie. Zakopane, 7–10 października 2007. t. 10, z. spec. 2.
• [5] PLEWA i in. 2007b – PLEWA, F., PIERZYNA, P. i PIONTEK, P. 2007b. Wpływ rodzaju odpadów energetycznych na własności mechaniczne mieszanin kompozytowych stosowanych w różnych środowiskach górnictwa podziemnego. XXI Konferencja: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej pt. Paliwa dla energetyki – rynki i technologie. Zakopane, 7–10 października 2007. t. 10, z. spec. 2. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, s. 403–416. ISSN 1429-6675.
• [6] PLEWA i in. 2012 – PLEWA F., POPCZYK, M., ZAJĄC, A. i PIERZYNA, P. 2012. Analiza możliwości wykorzystania odpadu energetycznego z mokrego odsiarczania spalin (10 01 05) w mieszaninach zestalających w kopalniach węgla kamiennego. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15 z. 3, s. 147–157.
• [7] TRZEPIERCZYŃSKA, I. 1997. Charakterystyka i możliwości utylizacji odpadów z odsiarczania spalin. Ochrona środowiska vol. 19 z. 1(64), s. 10–11.
• [8] Ustawa Prawo geologiczne i górnicze z dnia 10 lipca 2011 r. (Dz.U. nr 163, poz. 981).
• [9] Ustawa o odpadach z dnia 14 grudnia 2012 r. (Dz.U. nr 0 poz. 21, 2013).