Górnośląski System Informacji o Zagrożeniach Zapadliskowych i jego wykorzystanie w zwalczaniu procesów egzotermicznych w zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego na terenie Katowic

• Autorzy: Kotyrba Andrzej , Siwek Sławomir

Warianty tytułu

EN

Upper Silesian Information System about sinkhole hazards and its use in the fighting of exothermic processes in abandoned coal mines at Katowice area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Górnośląski System Informacji o Zagrożeniach Zapadliskowych ([e-mail]) jest platformą internetową udostępniającą użytkownikom dane o geograficznym położeniu rejonów dokonanej i zakończonej płytkiej eksploatacji górniczej węgla kamiennego, rud cynku i ołowiu oraz obiektów górniczych (szybów, sztolni) zbudowanych w przeszłości dla udostępnienia złóż tych surowców w obszarze Górnego Śląska. Dane te można wykorzystywać do analiz, badań oraz projektowania działań zmierzających do neutralizacji zagrożeń dla użytkowania terenów zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Jednym z takich zagrożeń jest utlenianie i spalanie się węgla kamiennego pozostawionego w złożach i związane z nim zmiany warunków geotermicznych w obszarach zlikwidowanych kopalń. Konsekwencją procesów egzotermicznych zachodzących w węglu jest wydzielanie się gazów do atmosfery i deformacje powierzchni. W artykule przedstawiono analizę takiego zagrożenia na terenach północnej części miasta Katowice (dzielnice Wełnowiec-Józefowiec, Dąb, Koszutka i Bogucice), w oparciu o informację geologiczną, górniczą oraz 11 udokumentowanych przypadków wystąpienia zjawisk egzotermicznych na tym obszarze. Wszystkie przypadki wystąpiły w latach 1977 - 2018 na terenach dokonanej płytkiej eksploatacji węgla kamiennego. Ich efektem było wydzielanie się toksycznych gazów do atmosfery, a w czterech przypadkach deformacje podłoża obiektów budowlanych.

EN

Upper Silesian Information System about Sinkhole Hazards ([e-mail]) is an Internet platform providing users with data on the geographical location of the completed shallow coal and zinc/lead ore mining likewise about location of mining facilities (shafts, tunnels) built in the past to provide access to these deposits in the area of Upper Silesia. These data can be used for analysis, research and design of activities for the purposes of eliminating threats to the use of post-mining areas. One of such threats is the spontaneous oxidation and combustion of coal left in deposits and changes in geothermic conditions in the abandoned mines. The consequence of exothermic processes occurring in coal is the release of gases into the atmosphere and surface deformations. The paper presents such hazard analysis for the northern part of the city of Katowice (Wełnowiec-Józefowiec, Dąb, Koszutka and Bogucice quarters) based on geological and mining information as well as 11 cases of exothermic processes occurrence in this area. All these phenomena occurred in the years 1977 - 2018 in the areas of shallow coal exploitation. Their effect was the release of toxic gases into the atmosphere and in four cases the occurrence of deformation of the structures’ subsoil.

Słowa kluczowe

PL

GIS; tereny pogórnicze; płytka eksploatacja; węgiel; samoistne utlenianie; spalanie; zagrożenie

EN

GIS; post-mining area; shallow exploitation; coal; spontaneous oxidation; combustion; hazard

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 6
• Strony: 41--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotyrba Andrzej

• Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

autor

Siwek Sławomir

• Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

Bibliografia

• [1] BORECKI M. 1964 - Monografia polskiego górnictwa węglowego. Systemy eksploatacji węgla kamiennego. Wydawnictwo Śląsk. Katowice.
• [2] BIERNAT S., KRYSOWSKA M. 1956 - Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1:50 000 Arkusz M34-63A Katowice - Wydawnictwa Geologiczne.
• [3] BUŁA Z., KOTAS A. 1994 - Atlas Geologiczny Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w skali 1:100 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Polska Agencja Ekologiczna S.A.
• [4] CHUDEK M., JANUSZ W., ZYCH J. 1988 - Studium dotyczące stanu rozpoznania tworzenia się i prognozowania deformacji nieciągłych pod wpływem podziemnej eksploatacji złóż. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, z. 866.
• [5] CYGANKIEWICZ J. 2006 - Modelowanie emisji gazów z zagrzewającego się złoża węgla. Materiały konferencyjne 4 Szkoły Aerologii Górniczej. Kraków.
• [6] CYGANKIEWICZ J. 2011 - Wpływ zawartości wilgoci w węglu na przebieg samozagrzewania. „Górnictwo i Geologia”, t. 6, z. 3.
• [7] CYGANKIEWICZ J. 2015 - Wyznaczanie warunków krytycznych samozapalania węgla w zrobach ścian. Arch. Min. Sci. Vol. 60. No 3, s. 761 – 776.
• [8] DERBIN Y.G., WALKER J., WANATOWSKI D. 2018 - Modelling surface subsidence during underground coal gasification. International Conference on Geo-mechanics, Geo-energy and Geo-resources. IC3G2018.
• [9] DRENDA J., RÓŻAŃSKI Z., SŁOTA K., WRONA P. 2007 - Zagrożenie pożarowe na zwałowiskach odpadów powęglowych. „Górnictwo i Geoinżynieria”. z. 3/1 s. 149 - 157
• [10] DULEWSKI J., MADEJ B., UZAROWICZ R. 2010 - Zagrożenie procesami termicznymi obiektów zagospodarowania odpadów z górnictwa węgla kamiennego. „Gospodarka Surowcami Mineralnymi” t. 26, z. 3.
• [11] HEFFERN E.L, COATES D.A. 2004 - Geologic history of natural coalbed fires, Powder River basin, USA”. International Journal of Coal Geology. 59: 25–47.
• [12] KLIMASZEWSKi M. 1972 - Geomorfologia Polski. Polska południowa, góry i wyżyny. Tom I. PWN. Warszawa.
• [13]KONDRACKI J. 2000 - Geografia regionalna Polski. PWN. Warszawa.
• [14] KOTYRBA A., + zespół 2000 - Ocena przyczyn uszkodzeń 2-ch budynków mieszkalnych zlokalizowanych w rejonie ulic Brzoskwiniowej 21 i Ściegiennego w Katowicach na podstawie badań geoelektrycznych. Dokumentacja pracy BU GIG o symbolu 48232452. Katowice (praca niepublikowana).
• [15] KOTYRBA A. 2005), Zagrożenie i ryzyko zapadliskowe terenów GZW. „Wiadomości Górnicze” nr 7-8, s. 348-358.
• [16] KOTYRBA A., GRĄDZIEL M., GOGOLA K. 2012 - Zastosowanie metody elektrooporowej w badaniach stanu termicznego zwałowisk odpadów powęglowych. „Przegląd Górniczy”, 4, 53-61.
• [17] KOTYRBA A., FROLIK A., KORTAS Ł., SIWEK S. 2016 - Górnośląski system informacji przestrzennej o zagrożeniach powierzchni na terenach pogórniczych. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN. nr 94, s 91-104.
• [18] KOTYRBA A., SIWEK S. 2017 - Zastosowanie metody inwersji danych z pomiarów elektrooporowych do oceny stanu termicznego hałdy pogórniczej w Chorzowie. „Przegląd Geologiczny” nr 8, 496 - 504.
• [19] KUENZER, C.; ZHANG, J.; TETZLAFF, A.; VAN DIJK, P.; VOIGT, S.; MEHL, H.; WAGNER, W. 2007 - Uncontrolled coal fires and their environmental impacts: Investigating two arid mining regions in north-central China. Applied Geography. 27. 42–62. doi:10.1016/j.apgeog.2006.09.00
• [20] KUENZER, C.; STRACHER, G. 2012 - Geomorphology of Coal Seam Fires”. Geomorphology. 138: 209–222. doi:10.1016/j.geomorph.2011.09.004.
• [21] ŁĄCZNY M.J., BAJERSKI A., BARAN J., CICHY M., GOGOLA K., GRĄDZIEL M., JANIK A., JANOSZEK T., KOTYRBA A., MICHALAK M., OLSZEWSKI P., RYSZKO A., SZAFRANIEC A., ŚWINDER H. 2012 - Opracowywanie i wdrażanie innowacyjnych technologii środowiskowych stosowanych na zwałowiskach odpadów powęglowych. Podstawy teoretyczno-metodyczne i przykłady praktyczne. Pr. zbior. Wyd. Nauk. Inst. Technologii Eksploatacji - PIB..
• [22] ROSIKOŃ A. 1979 - Budownictwo komunikacyjne na terenach objętych szkodami górniczymi. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, s. 125 - 133.
• [23] PRAKASH A., VEKERDY Z. 2004 - Design and implementation of a dedicated prototype GIS for coalfire investigations in North China. International Journal of Coal Geology 59. 107–119.
• [24] SMITH, A. C., LAZZARA, C. P. 1987 - Spontaneous combustion studies of U.S. coals. Report of Investigations 9079. U.S. Bureau of Mines.
• [25] STRACHER G., TAYLOR T. 2004 - Coal fires burning out of control around the world: thermodynamic recipe for environmental catastrophe. International Journal of Coal Geology 59. p. 7-17.
• [26] WHITEHOUSE A., MULYANA A. 2004 - Coal fires in Indonesia. International Journal of Coal Geology 59, 91– 97.
• [27] ZHANG, J., KUENZER, C. 2007 - Thermal surface characteristics of coal fires 1: Results of in-situ measurements. Journal of Applied Geophysics. 63: 117 – 134. doi:10.1016/j.jappgeo.2007.08.002.
• [28] YUAN L., SMITH C. A. 2012 - The effect of ventilation on spontaneous heating of coal. Office of Mine Safety and Health Research. National Institute for Occupational Safety and Health. Pittsburgh. PA.USA.
• [29] https://en.wikipedia.org/wiki/Coal_seam_fire

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).