Chemical and physical aspects of fires on coal waste dumps

• Autorzy: Jendruś R.

Warianty tytułu

PL

Fizyko–chemiczne aspekty zjawisk samozapłonów zwałowisk powęglowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Process of formation of endogenic fire is very complex mechanism that is not yet fully understood. Doubts were dispelled in the matter of main spontaneous combustion reason, which is oxidation process of coal, which is the main burning by-product material of mining operation. However, reason for activation process of self-heating and leading coal substance to critical temperature (60-80°C) is not fully understood. With that in mind, authors reviewed knowledge about experiences with spontaneous combustions of coal dumps. Learning individual stages of development of thermal anomalies on coal dump allows introduction of more effective fire prevention and fighting methods. General characteristic of fire hazard on coal dumps has also been included. Focus has been put on causes of combustion, theories and studies on spontaneous combustion and on processes that lead to formation of endogenic fire and to stimulating its growth.

PL

Proces powstawania pożarów endogenicznych jest mechanizmem bardzo złożonym i jeszcze nie do końca zrozumianym. Wątpliwości zostały „zburzone” jedynie w kwestii głównego powodu samozapłonu jakim jest proces utleniania węgla, który stanowi podstawowy materiał palny ubocznego produktu procesu wydobywczego. Niezrozumiana do końca jest przyczyna aktywacji procesu samozagrzewania oraz doprowadzenie substancji węglistej do temperatury krytycznej (60-80°C). Wobec tego w niniejszym artykule autor, dokonał przeglądu dotychczasowej podstawowej wiedzy związanej z doświadczeniami nad samoistnymi zapłonami zwałowisk powęglowych. Poznawanie poszczególnych etapów rozwoju anomalii cieplnych występujących na hałdach pozwala na wprowadzenie skuteczniejszych metod prewencyjnych, profilaktycznych, a także zwalczania ognisk pożarowych. Przedstawiono również, ogólną charakterystykę zagrożenia pożarami na zwałowiskach odpadów powęglowych. Skupiono się na przyczynach zapłonu, teoriach i badaniach nad samozapalnością odpadów oraz na procesie powstawania pożaru endogenicznego i czynnikach stymulujących jego rozwój.

Słowa kluczowe

EN

coal dump; spontaneous combustion; endogenic fire

PL

zwałowisko powęglowe; pożar zwałowiska; pożar endogeniczny

• Wydawca: Wydawnictwo Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 8
• Strony: 131--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Jendruś R.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, ul. Akademicka 2a, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Bulewicz E., Dyjakon A., Hardy T., Kordylewski W., Słupek S., Miller R., Wanik A.: Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 2008.
• [2] Cairney T., Clucas R. C., Hobson D. 1.: Evaluating subterranean fire risks on reclaimed sites [In:] 3rd Int. Symp. On Reclam., Treatm.. and Utiliz. Of Coal Minning Waste, Glasgow, UK, 237-242, 1990.
• [3] Cebulak S., Śmieja-Król B., Tabor A., Misz M., Jelonek I., Jelonek Z.: Oksyreaktywna Analiza Termiczna (OTA) – dobra i tania metoda oceny samozapalności węgli na składowiskach – wstępne wyniki badań. Geologia i zagadnienia ochrony środowiska w regionie górnośląskim, materiały konferencyjne LXXVI Zjazdu Naukowego Polskiego Towarzystwa Geologicznego. Rudy k/Rybnika, 14-16 września 2005.
• [4] Cebulak, S., Gardocki, M., Miczajka, M., Szlosarek, M., Tabor, A.: Wstępna ocena możliwości stosowania proszków gaśniczych w prewencji endogenicznych pożarów w obiektach zagospodarowania odpadów z wydobycia węgla kamiennego, Górnictwo i Geologia T. 5, z. 4, 2010.
• [5] Ciesielczuk J., Cebulak S.: Przydatność analizy termicznej do badań zmienionych termicznie odpadow powęglowych na przykładzie zwałowiska w Wojkowicach, Górnośląskie Zagłębie Węglowe, Polska. 8 czesko- polska konferencja ,,Geologia zagłębi węglonośnych” 2011.
• [6] Ciesielczuk J., Janeczek J., Cebulak S.: Przebieg i przyczyny endogenicznego pożaru węgla kamiennego na zrekultywowanym składowisku odpadów komunalnych w Katowicach. Przegląd Geologiczny, vol. 61, nr 12, 2013.
• [7] Drenda J., Różański Z., Słota K., Wrona P.: Likwidacja zapożarowania elementem rekultywacji składowiska odpadów powęglowych w Siemianowicach Śląskich - Bańgowie. Konferencja Naukowa „Rekultywacja terenów uprzemysłowionych”. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej nr 1732, seria Górnictwo z. 272, s. 31-39. Gliwice 2006.
• [8] Drenda J., Różański Z., Słota K., Wrona P.: Zagrożenie pożarowe na zwałowiskach odpadów powęglowych, Górnictwo i Geoinżynieria – Kwartalnik AGH – Polski Kongres Górniczy 19- 21.09.2007r., Uczelniane Wyd. Nauk.-Tech. AGH s.149-158, Kraków 2007.
• [9] Granowski R.: Likwidacja pożarów i zaognień hałd odpadów kopalnianych i skały płonnej oraz zapobieganie powstawaniu pożarów i zaognień. Praca specjalistyczna, 1965.
• [10] Gumiński, Różański.: Analiza aktywności termicznej śląskich składowisk odpadów powęglowych. KARBO 2005.
• [11] Jaskółkowski W., Kasperkiewicz M.: Wpływ antypirogemów stosowanych w górnictwie węgla kamiennego na ograniczenie skłonności węgla do samozapalenia. Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza, nr 3, 2012.
• [12] Korski J., Friede R., Henslok P.: Likwidacja egzogenicznych ognisk pożarowych składowiska odpadów pogórniczych „Waleska” w Łaziskach Górnych. Zeszyty naukowe Politechniki Śląskiej Gliwice 2006.
• [13] Korski J., Henslok P., Friede R.: Uwagi o przyczynach powstania pożarów składowisk odpadów górniczych, zwalczaniu pożarów i profilaktyce przeciwpożarowej, Seminarium IMG PAN, Kraków 2005.
• [14] Korski J.: Termowizja w monitoringu i zwalczaniu pożarów składowisk odpadów pogórniczych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo i Geologia, t.5, z.2., 2010.
• [15] Králík J.: Tepelné změny uhlonosných sedimentů při požárech důlních odvalů a přírodním hoření uhelných slojí. Ostrava: Sborník vědeckých prací VŠB, řada hornickogeologická, roč. 30, č. 1. VŠB, s. 171–198, 1984.
• [16] Kuna P., Łączny J.M.: Zagrożenie środowiska pracy związkami WWA podczas prac rozbiórkowych składowisk odpadów powęglowych, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 450: 57-62, 2012.
• [17] Kuna-Gwoździewicz P.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w gazach stref ekshalacyjnych wybranego termicznie aktywnego składowiska odpadów wydobywczych z górnictwa węgla kamiennego, J. Sust. Min. Vol. 12 , No 1, str. 7, 2013.
• [18] Liu C., Li S., Qiao Q., Wang J., Pan Z., Management of spontaneous combustion in coal mine waste tips in China, Water, Air and Soil Pollution 103, pp. 441-444, 1998.
• [19] Masalehdani N. Potdevin J.: Study of coal waste heap fires in Provence-Gardanne Coal basin, 2011.
• [20] Nichol, D., and Tovey, N.P.: Remediation and monitoring of a burning coal refuse bank affecting the Southsea Looproad at Brymbo, North Wales. Engineering Geology 50, pp. 309-318, 1998.
• [21] Nowak J.: Wpływ stopnia przeobrażeń termicznych odpadów powęglowych na ługowanie substancji do środowiska, Górnictwo i Geologia, t. 6, z. 4, Wyd. Pol. Śl., Gliwice 2011.
• [22] Patent, Polska, nr 187 753. Sposób wykorzystania ciepła z palących się hałd. Politechnika Śląska, Twórcy: J. Drenda, R.Bodora, Z. Różańśki., 2004.
• [23] Rainbow A.K.M.: An investigation of some factors influencing the suitability of mine stone as the fill in reinforced earth structures. British Coal, London 1987.
• [24] Różański H.: Skutki oddziaływania zanieczyszczeń ropopochodnych na środowisko przyrodnicze”, http://luskiewnik.webpark.pl/luskiewnik.naftofit.html, 2001.
• [25] Różański Z., Parchański J., Rekultywacja zwałowisk powęglowych w górnośląskim zagłębiu węglowym w aspekcie zagrożenia pożarowego, Gliwice 2009.
• [26] Różański Z.: Pozyskiwanie ciepła ze składowisk odpadów powęglowych podlegających naturalnym procesom utleniania. Praca doktorska. Politechnika Śląska, Gliwice 2003.
• [27] Saranczuk W. 1.: Borba s gorienijem parodnych otwałow. Naukowa Dumka, Kijow 1978.
• [28] Sawicki T.: Samozagrzewanie węgla w zwale jako przyczyna pożarów. Karbo 1, 2004.
• [29] Skarżyńska K.: Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej. Akademia rolnicza im. H. Kołłątaja, Kraków 1997.
• [30] Suchariewskij W. M.: O priczinach i charakticrie awarii na porodnych olwalach, Ugol. nr 1, 1968.
• [31] Ściążko M., Zieliński H.: Termiczne przetwórstwo węgla i biomasy. Instytut Chemicznej przeróbki Węgla, Zabrze-Kraków 2003.
• [32] Tomeczek J.: Spalanie węgla, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1992.
• [33] Torrance K., Switzer C., Keenan H., Rein G., Hadden R., Belcher, C., Carvel, R., Investigation of self-sustaining combustion of a coal waste heap in Scotland. Department of Civil Engineering, University of Strathclyde, Glasgow, UK., School of Engineering, University of Edinburgh, Edinburgh, UK.
• [34] Wang H., Dlugogorski B., Kennedy E.: Coal oxidation at low temperatures: oxygen consumption, oxidation products, reaction mechanism and kinetic modelling Progres in Energy and Combustion Science, Volume 29(6) – Jan 1, 2003.
• [35] www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/tecnicos_biolixiviacion.asp

Uwagi

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