Impact of ash and water mixture density on the process of gob grouting in view of laboratory tests

• Autorzy: Popczyk Marcin Krzysztof , Jendruś Rafał

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2019.129373

Warianty tytułu

PL

Wpływ gęstości mieszanin popiołowo-wodnych na proces doszczelniania zrobów zawałowych w świetle badań laboratoryjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Increasing environmental pressure against waste disposal, particularly fine waste surface storage and concern about mining damages have resulted in an increase in the popularity of a fly ash, tailing and binding agent mixture used as compaction grout of roof fall rocks in a gob area of longwalls. Backfilling of voids forming as a result of exploitation with the fall of roof with mixtures containing fine-grained industrial wastes is a common practice in coal mines. It is aimed at achieving numerous technological and ecological advantages as well as at controlling mining hazards. Research on hydraulic transport of fine-grained slurry conducted to date focused mainly on issues related to the analysis of the conditions related to pipeline transportation. The processes concerning the propagation of mixtures within the gob, on the other hand, remain largely unknown. The process of flow of fine-grained slurry through the caving is subject to a series of factors related, among other things, with the properties of the applied wastes and mixtures, the characteristics of the gob as well as the variability of these properties during the flow through the gob and in time. Due to the lack of sufficient knowledge pertaining to the changes taking place in the gob and in the slurry while it penetrates the gobs, no methods allowing for the design and optimization of the gob grouting process have been established so far. The paper presents the selected results of laboratory tests regarding the flow of ash and water mixtures in a model of a gob, pertaining to two selected types of fly ash produced in hard coal combustion, particularly concerning the impact of the type of the ash and the density of the slurry on the effectiveness of the gob grouting process.

PL

Wypełnianie pustek powstających w wyniku prowadzenia eksploatacji z zawałem stropu za pomocą hydromieszanin z udziałem drobnofrakcyjnych odpadów przemysłowych jest praktyką powszechnie stosowaną przez polskie kopalnie węgla kamiennego w celu uzyskania szeregu korzyści technologicznych i ekologicznych a w szczególności pozwala zminimalizować zagrożenie pożarowe powstające w zrobach poeksploatacyjnych. Dotychczasowe badania w zakresie hydrotransportu mieszanin drobnofrakcyjnych skupiały się głównie na zagadnieniach związanych z analizą warunków ich transportu rurociągowego. Słabiej rozpoznane są natomiast procesy towarzyszące rozpływowi hydromieszanin drobnofrakcyjnych w gruzowisku zawałowym. O przebiegu procesu przepływu hydromieszanin drobnofrakcyjnych przez gruzowisko zawałowe decyduje szereg czynników związanych między innymi: z własnościami stosowanych odpadów i mieszanin, charakterystyką gruzowiska zawałowego, a także zmiennością tych własności w czasie oraz na drodze przepływu przez zroby. Z uwagi na brak dostatecznej znajomości zmian zachodzących w gruzowisku i w samej mieszaninie w czasie jej penetracji przez zroby, dotychczas nie powstały metody umożliwiające kompleksowe projektowanie i optymalizację procesu doszczelniania zrobów. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań laboratoryjnych przepływu mieszanin popiołowo-wodnych w modelu gruzowiska zawałowego. Badania wykonano dla hydromieszanin na bazie dwóch wybranych rodzajów popiołów lotnych a analizie poddano wpływ rodzaju popiołu i gęstości mieszaniny na efektywność procesu doszczelniania zrobów.

Słowa kluczowe

EN

backfill; fly ash - water mixtures

PL

doszczelnianie zrobów; mieszaniny popiołowo – wodne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 64, no. 3
• Strony: 625--634
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Popczyk Marcin Krzysztof

• Silesian Uniwersity of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100, Gliwice, Poland

autor

Jendruś Rafał

• Silesian Uniwersity of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100, Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Ciania Z., Czaja P., 1978. Iniekcja gruboziarnistego ośrodka mieszaninami spoiwowymi w budownictwie górniczym. Zeszyty Naukowe AGH, Kraków.
• [2] Czaja P., 1986. Projektowanie powłokowych filarów sztucznych wznoszonych metodą dwuetapowego betonowania. Prace Komisji Górniczo-Geodezyjnej PAN, Seria Górnictwo, 24.
• [3] Dodd W.E., 2000. Fly Ash Use in Pressurized Grout Remote Backfilling of Abandoned Underground Mines in North Dakota. Interstate Technical Group on Abandoned Underground Mines Third Biennial Workshop, Kansas City, USA, 25-27, April.
• [4] Koch R., Noworyta A., 1995. Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. WNT Warszawa.
• [5] Plewa F., Mysłek Z., 2001. Zagospodarowanie odpadów przemysłowych w podziemnych technologiach górniczych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [6] Plewa F., Mysłek Z, Jendruś R., 2006. Wpływ parametrów reologicznych mieszaniny popiołowo-wodnej do doszczelniania zrobów na jej rozpływ w gruzowisku zawałowym w świetle badań modelowych. VI Konferencja Naukowo-Techniczna „Ochrona środowiska na terenach górniczych”, Szczyrk, 31.05.-2.06.
• [7] Rudisell M.T., Stuart B.J., Novak G., Payne H., Togni C.S., 2001. Use of flue gas desulphurization by-product for mine sealing and abatement of acid mine drainage. Fuel nr 80, Elsevier Science Ltd,. 837-843.
• [8] Szlązak N., Szlązak J., 2005. Filtracja powietrza przez zroby ścian zawałowych w kopalniach węgla kamiennego. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.
• [9] Trzaska A., Sobowska K., 2000. Process of Colmatage in Porous Medium with Closed Circulation of Suspension. Archives of Mining Sciences 45, 1, 117-123.