Bilans i kierunki utylizacji słonych wód kopalnianych z czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego z uwzględnieniem ich zagospodarowania w podziemnych technologiach górniczych

Strozik, G.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Bilans i kierunki utylizacji słonych wód kopalnianych z czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego z uwzględnieniem ich zagospodarowania w podziemnych technologiach górniczych

Autorzy

Strozik G.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Balance and methods of the utilization of salt waters from active and decommissioned hard coal mines including their use in underground mining technologies

Konferencja

urowce energetyczne i energia : XXXI konferencja z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : Zakopane, 15–18 października 2017, Cz. 3

Języki publikacji

Abstrakty

Odwadnianie kopalń i wprowadzanie wód słonych do cieków powierzchniowych stanowi jedną z głównych form negatywnych oddziaływań na środowisko, która powinna być właściwie rozwiązana przez przemysł wydobywczy. Duża powierzchnia obszarów górniczych kopalń czynnych i zlikwidowanych oraz budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne górotworu sprawiają, że ilość wód dołowych wypompowywanych rocznie ze wszystkich kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wynosi około 118 mln m3 . Coraz większa głębokość eksploatacji i konieczność ochrony czynnych kopalń przed zagrożeniem wodnym przyczyniają się do wzrostu koncentracji chlorków i siarczanów w wodach dołowych wprowadzanych do środowiska, pomimo spadku wielkości wydobycia i malejącej liczby czynnych kopalń. Większość ładunku soli jest wprowadzana do wód powierzchniowych, częściowo z zastosowaniem kontroli koncentracji stężenia soli, jednak z punktu widzenia ochrony środowiska najlepszym rozwiązaniem problemu wód słonych byłoby ich zagospodarowanie w technologiach zapewniających znaczący w skali problemu poziom ich wykorzystania. Grupą takich technologii jest wypełnianie pustek podziemnych, realizowane przede wszystkim w formie doszczelniania zrobów i podsadzania zbędnych wyrobisk górniczych. Z racji kubatury powstających w wyniku bieżącej eksploatacji podziemnej pustek podziemnych, przy uwzględnieniu istniejących ograniczeń, potencjalnie dostępnych do wypełniania jest około 17,7 mln m3 objętości zrobów i wyrobisk. Z uwagi na dostępność popiołów lotnych i innych odpadów przemysłowych, które są głównym komponentem drobnoziarnistych mieszanin do wypełniania pustek, łączna objętość wód zasolonych i solanek, które mogą być zagospodarowane w rozpatrywanych technologiach oszacowano na 3,5–6,5 mln m3 rocznie.

Mine drainage and discharge of salt waters into water bodies belong to main environmental issues, which must be appropriately addressed by the underground coal mining industry. The large area of exploited and abandoned mine fields in the Upper Silesia Coal Basin, as well as the geological structure of the rock mass and its hydrogeological conditions require the draining and discharge of about 119 million m 3 /yr of mine waters. Increasing the depth of mining and the necessity of protection of mines against water hazard result in increased amounts of chlorides and sulphates in the mine waters, even by decreasing the total coal output and the number of mines. The majority of the salts are being discharged directly into rivers, partly under control of salt concentration, however from the point of the view of environment protection, the most favorable way of their utilization would be technologies allowing the bulk use of saline waters. Filling of underground voids represents a group of such methods, from which the filling of goaves (cavings) is the most effective. Due to large volume of voids resulting from the extraction of coal and taking the numerous limitations of this method into account, the potential capacity for filling reaches about 17.7 million m3 /yr of cavings and unnecessary workings. Considering the limited availability of fly ash, which is the main component of slurries being in use for the filling of voids, the total volume of saline water and brines, which could be utilized, has been assessed as 3,5–6,5 million m3 /yr.

Słowa kluczowe

utylizacja wód kopalnianych wody zasolone wypełnianie pustek podziemnych popioły lotne

mine waters management salt waters filling of underground voids fly ash

Wydawca

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Rocznik

2017

Tom

nr 98

Strony

199--210

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Strozik G.

grzegorz.strozik@polsl.pl

Wydział Górnictwa i Geologii, Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

1. Andrusikiewicz, W. i Tora, B. 2016. Możliwość odzyskiwania odpadów z produkcji soli kamiennej. Inżynieria mineralna R. 17, nr 1, s. 135–142.
2. Bobik, M. i Labus, K. 2014. Metody odsalania wód kopalnianych w praktyce przemysłowej – stan obecny technologii i nowe wyzwania. Przegląd Górniczy 4, s. 99–105.
3. Bondaruk i in. 2015 – Bondaruk, J., Janson, E., Wysocka, M. i Chałupnik, S. 2015. Identification of Hazards for Water Environment in The Upper Silesian Coal Basin Caused by The Discharge of Salt Mine Water Containing Particularly Harmful Substances and Radionuclides. Journal of Sustainable Mining 14, s. 179–187.
4. Childress, A.E. 2011. Latest Technologies in Water Desalination. First Arab-American Frontiers. Symposium, Kuwait Institute for Scientific Research and U.S. National Academies, October 17–19.2011. [Online] Dostępne w: http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/pgasite/documents/webpage/pga_06641.pdf [Dostęp: 1.08.2017].
5. Gromiec i in. 2014 – Gromiec, M., Sadurski, A., Zalewski, M. i Rowiński, P. 2014. Zagrożenia związane z jakością wody. Nauka 1, s. 99–122.
6. Gruszczyński i in. 2014 – Gruszczyński, S., Motyka, J., Mikołajczyk, J. i Kasprzak, A. 2014. Potrzeba wdrożenia zintegrowanego sytemu monitorowania i dozowania wód kopalnianych do rzeki Wisły. Przegląd Górniczy 8, s. 142–149.
7. Gunther, P. i Mey, W. 2006. Selection of Mine Water Treatment Technologies for the Emalahleni (Witbank) Water Reclamation Project, Anglo Coal, WISA. [Online] Dostępne w: www.ewisa.co.za/literature/files/122%20 Gunther.pdf [Dostęp: 18.08.2017].
8. Harat i in. 2015 – Harat, J., Rapantova, N., Grmela, A. i Adamczyk, Z. 2015. Impact Of Mining Activities in The Upper Silesian Coal Basin on Surface Water and Possibilities of its Reduction. Journal of Ecological Engineering 16(3), s. 61–69.
9. Heviankova i in. 2015 – Heviankova, S., Klimko, T., Lusk, K., Vsetecka, M. i Marschalko, M. 2015. Mine Waters from Ore and Coal Mining in Czech Republic. Inżynieria Mineralna – Journal of Polish Mineral Engineering Society 1, s. 97–102.
10. Informacja o wynikach kontroli 2015. Odwadnianie nieczynnych zakładów górniczych prowadzone w związ ku z likwidacjami kopalń. Najwyższa Izba Kontroli. [Online] Dostępne w: https://www.nik.gov.pl/plik/ id,9886,vp,12177.pdf [Dostęp: 2.03.2017].
11. Krzysztolik i in. 2011 – Krzysztolik, R., Runge, J., Spórna, T. 2011. Delimitacja regionu Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii „Silesia”. Uniwersytet Śląski, Sosnowiec.
12. Miller, J.E. 2003. Review of Water Resources and Desalination Technologies [online], Sand National Laboratories. [Online] Dostępne w: https://www.researchgate.net/publication/255654844_Review_of_Water_Resources_ and_Desalination_Technologies [Dostęp: 18.08.2017].
13. Molenda, T. 2014. Impact of Saline Mine Water: Development of a Meromictic Reservoir in Poland. Mine Water Environ 3, s. 327–334.
14. Ochrona środowiska Environment 2009. Warszawa: Główny Urząd Statystyczny, s. 163–164.
15. Ochrona środowiska Environment 2014. Warszawa: Główny Urząd Statystyczny, s. 168–169.
16. Ochrona środowiska Environment 2016. Warszawa: Główny Urząd Statystyczny, s. 163–164.
17. Palarski, J. 2013. Environmentally Friendly Mining Technologies in Polish Coal Mining Industries [W:] Proceedings of the 23rd World Mining Congress & Expo, Montreal, 11-15 August [online].Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum. [Online] Dostępne w: http://www.cim.org/en/Publications-and-Technical-Resources/Publications/Proceedings/2013/8/23rd-World-Mining-Congress/WMCO-2013-08-327 [Dostęp: 5.03.2017].
18. Palarski i in. 2011 – Palarski, J., Plewa, F. i Strozik, G. 2011. Backfill and Grouting Technology in Underground Coal Mining Using Saline Mine Water [W:] H. Ilgner, ed. Proceedings of The 10th International Symposium on Mining with Backfill, Cape Town, 21–25 March. The Southern African Institute of Mining and Metallurgy s. 15–20.
19. Plewa, F. i Mysłek, Z. 2001. Zagospodarowanie odpadów przemysłowych w technologiach górniczych. Gliwice: Wyd. PŚ.
20. Plewa i in. 2013 – Plewa, F., Popczyk, M. i Pierzyna, P. 2013. Możliwości wykorzystania wybranych odpadów energetycznych z udziałem środka wiążącego do podsadzki zestalanej w podziemiu kopalń. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 16, z. 4, s. 257–270.
21. Policht-Latawiec, A. 2014. The Effect of Saline Mine Waters Discharge from Hard Coal Mine on The Ecological State of The Vistula River. Acta Horticulturae et Regiotecturae 2, s. 4–47.
22. Różkowski, A. i Różkowski, J. 2015. Impact of Saline Waters on River Water Quality in the Upper Silesian Coal Basin. Proceedings of The International Mine Water Association, s. 811–821.
23. Smoliński, A. 2006. Gospodarka zasolonymi wodami kopalnianymi. Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko 1, s. 5–15.
24. Strozik, G. 2015. Wypełnianie pustek podziemnych w górotworze naruszonym eksploatacją górniczą. Gliwice: Wyd. PŚ.
25. Tong, T. i Elimeleh, M. 2016. The Global Rise of Zero Liquid Discharge for Waste Water Management: Drivers, Technologies, and Future Directions. Environmental Science & Technologies 50, s. 6846–6855.
26. Xu i in. 2013 – Xu, P., Cath, T.Y., Robertson, A.P. i Reinhard, M. 2013. Critical Review of Desalination Concen - trate Management, Treatment and Beneficial Use. Environmental Engineering Science 30(8), s. 502–514.
27. Zgórska i in. 2016 – Zgórska, A., Trząski, L. i Wiesner, M. 2016. Environmental Risk Caused by High Salinity Mine Water Discharge from Active And Closed Mines Located in The Upper Silesia Coal Basin (Poland) [W:] C. Drebensted, M. Paul, editors. Proceedings of The International Mine Water Association: Mining Meets Water – Conflicts and Solutions, s. 85–92.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-6fa2a3c5-aade-461d-886f-82325ef46d58