Struktury odmienione węgla kamiennego w strefach zaburzeń tektonicznych – propozycja klasyfikacji

• Autorzy: Godyń K.

Warianty tytułu

EN

Changes in the internal structure of hard coal originated in the areas of tectonic disturbances, and the possibility of occurrence of gas-geodynamic events

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W kopalniach węgla kamiennego, w bezpośrednim sąsiedztwie uskoków występują strefy silnie narażone na zaistnienie niekontrolowanych zjawisk gazogeodynamicznych. Jest to spowodowane specyficzną, odmienioną budową wewnętrzną węgla znajdującego się w strefie zaburzonej tektonicznie – przyuskokowej. W pracy dokonano szczegółowego opisu tych wewnętrznych zaburzeń strukturalnych w węglu, rodzaju i stopnia tych zmian. Do badań wykorzystano metody: mikroskopii w świetle spolaryzowanym, odbitym oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM EDX). Dokonano również pomiarów mikrotwardości węgla w różnym stadium degradacji struktury wewnętrznej. Do tego celu posłużono się mikrotwardościomierzem wykonującym pomiary twardości metodą Vickersa. Na podstawie tych badań dokonano ujednolicenia klasyfikacji takiego „odmienionego strukturalnie” węgla a także określono jego podatność na możliwość inicjacji wyrzutów w kopalniach węgla kamiennego.

EN

In hard coal mines, in the direct vicinity of faults, there exist areas particularly prone to occurrence of uncontrollable gas-geodynamic events. The existence of these areas is due to a specific, nonstandard internal structure of coals present in a tectonically disturbed (i.e., near-fault) zone. The paper provides a detailed description of these internal distortions in coal, as well as of the type and degree of these alterations. For the purpose of the research, the following methods were used: polarized light microscopy, reflected light microscopy, and scanning electrone microscopy (SEM) with an EDX adapter. Also, measurements of microhardness of coal were performed, for various stages of its internal structure damage. To this end, a microhardness tester making use of the Vickers method was applied. The results of the studies served as a basis for standardizing “structurally altered” coals, and helped to determine their susceptibility to a possibility of outburst initiation in hard coal mines.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; uskoki; struktura węgla kamiennego; wyrzut; analiza stereologiczna

EN

hard coal; faults; hard coal structure; outbursts; stereological analysis

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 13, no. 1-4
• Strony: 11--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Godyń K.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Bodziony J., Kraj W., Ratajczak T., 1990: Zastosowanie stereologii w badaniach struktury węgli dolnośląskich, w: Górotwór jako ośrodek wielofazowy – wyrzuty skalno-gazowe, red. J. Litwiniszyn, Wyd. AGH Kraków.
• Bodziony J., Lama R.D., 1996: Sudden outburst of gas and coal in underground coal mines. Publisher Lama & Associates, 130 Brokers Road, Mt. Pleasant, NSW 2519, Australia.
• Cao Y, Mitchell G.D., Davis A., Wang D., 2000: Deformation metamorphism of bituminous and anthracite coals from China. International Journal of Coal Geology, 43, 227-242.
• Cao Y., Davis A., Liu R., Liu X., Zhang Y.: 2003: The influence of tectonic deformation on some geochemical properties of coals - a possible indicator of outburst potential. International Journal of Coal Geology, 53 (2003), 69-79.
• Cao Y., He D., Gluck D. 2001: Coal and gas outbursts in footwalls of reverse faults. International Journal of Coal Geology, 48 (2001), 47-63.
• Gentzis T., 2006: Economic coalbed methane production in the Canadian Foothills: Solving the puzzle. International Journal of Coal Geology, 65 (2006), 79-92.
• Godyń K. 2011: Advancement of structural changes of near-fault coals as a parameter useful in predicting the possibility of gas-geodynamic phenomena. Dokumenta Geonica. 8 czesko-polska konferencja „Geologia Zagłębi Węglonośnych” 2001/1. 8 Ustav Geonoky AV CR, v.v.I. Ostrava 2011.
• Godyń K., 2012: Wpływ nieciągłości tektonicznych na strukturę wewnętrzną węgla kamiennego pochodzącego z wybranych pokładów KWK Pniówek, Borynia-Zofiówka i Brzeszcze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 448: 215-228, 2012 R.
• Guo H., Xue S., Reece D., Yarlagadda S., Identify and Collate Leading Safety Technologies: http://www.mirmgate.com/.
• Instrukcja dotycząca bezpiecznego wydobycia węgla… 1989: Инструкция По Безопасному Ведению Горных Работ На Пластах, Опасных По Безапным Быброcам Угля , Породы И Газа. Moskwa 1989.
• Jiang B., Ju Y., Quin Y., 2004: Textures of tectonic coals and their porosity. Mining and Science technology. Taylor&Group, London, 317-320.
• Ju Y., JIANG B., HOU Q. & WANG G., 2005: Relationship between nano- scale deformation of coal structure and metamorphic-deformed environments. Chinese Science Bulletin Vol. 50, No. 16 (1784-1795), 2005.
• Kožušniková A., 2009: Determination of microhardness and elastic modulus of coal components by using indentation method. Geolines 22, 2009.
• Kupczyk M., Jakrzewski D., Libuda P., Cieszkowski P., 2005: Problematyka oceny mikrotwardosci cienkich powłok wytworzonych metoda łukowo-plazmowa. Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej, Nr 2, Budowa Maszyn i Zarządzania Produkcją, 2005.
• Li H., Ogawa Y., Shimada S. 2003: Mechanism of methane flow through sheared coals and its role on methane recovery. Fuel, 82 (2003), 1271-1279.
• Libicki J., Szczepiński J., 2007: Promocja „czystego” węgla w działaniach Europejskiego Stowarzyszenia Węgla Kamiennego i Brunatnego (EURACOAL). Węgiel Brunatny, nr 1/58, 2007.
• Liu D., Yao Y., Tang D., Tang S., Che Y., Huang W., 2009: Coal reservoir characteristics and coalbed methane resource assessment in Huainan and Huaibei coalfields. Southern North China International Journal of Coal Geology, 79 (2009), 97-112.
• Ming L., Bo J., Shoufa L., Jilin W., Mingjun J., Zhenghui Q., 2011: Tectonically deformed coal types and pore structures in Puhe and Shanchahe coal mines in western Guizhou. Mining Science and Technology (China), 21 (2011), 353-357.
• Młynarczuk M., Wierzbicki M., 2009: Stereological and profi lometry methods in detection of strictural deformations in coal samples collected from the rock and outburst zone in the „Zofiówka” colliery. Arch. Min. Sci., vol. 54, issue 2 (2009), p. 189-201.
• Shepherd, J., Rixon, L.K., Creasey, J.W., 1980: Analysis and prediction of geological structures associated with outbursts at Collinsville, Queensland. The Occurrence, Prediction and Control of Outbursts in Coal Mines Symposium, Australian Institute of Mining and Metallurgy, Parkville, Victoria, Australia, 159-171.
• Yan-bin Y. and Dameng L., 2009: Microscopic characteristics of microfractures in coals: aninvestigation into permeability of coal. Procedia Earth and Planetary Science, 1 (2009), 903-910.