Application of composite materials in underground mining industry – fore-shaft closing platform

• Autorzy: Kamiński Paweł , Niedbalski Zbigniew , Małkowski Piotr , Bozic Darian

Identyfikatory

DOI

10.32056/KOMAG2022.1.3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

According to Polish law regulations, fore-shaft in underground mines in process of its liquidation must be either filled with bulk material or closed with double-deck platform on its top. As liquidation by closing is cheaper and easier than filling, steel closing platforms are typically used for this purpose. However, steel price fluctuations due to COVID-19 pandemic together with rapid development of composite materials, make application of composite structure a tempting direction. The article presents a design of composite double-deck closing platform for fore-shaft liquidation in one of the collieries located in the eastern area of Silesian Coal Basin. Presented solution was thoroughly calculated and tested and then assembled in the mine. The aim of the research was to prove applicability of composite structures in underground mines with maintaining proper level of safety.

Słowa kluczowe

EN

composite materials; fore-shaft liquidation; shaft platforms; mine liquidation

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Mining Machines
• Rocznik: 2022
• Tom: vol. 40, iss. 1
• Strony: 19--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kamiński Paweł

• Department of Mining Engineering, Faculty of Civil Engineering and Resource Management, AGH University of Science and Technology, 30-059 Krakow, Poland

autor

Niedbalski Zbigniew

• Department of Mining Engineering, Faculty of Civil Engineering and Resource Management, AGH University of Science and Technology, 30-059 Krakow, Poland

autor

Małkowski Piotr

• Department of Mining Engineering, Faculty of Civil Engineering and Resource Management, AGH University of Science and Technology, 30-059 Krakow, Poland

autor

Bozic Darian

• Coal Mine Velenje, d.o.o., Partizanska cesta 78, 3320 Velenje, Slovenia

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 roku w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych [Regulation of Energy Minister in case of requirements of underground mines operation]
• [2] Czaja P.: Polskie doświadczenia w likwidacji szybów. Wstęp do cyklu. Część 1. Likwidacja kopalń i szybów górniczych w Polsce - skala i rodzaj problemu [Polish experience in shaft liquidation. Introduction. Part 1. Liquidation of mines and mine shafts in Poland – scale and nature of the issue], Wiadomości Górnicze 2011, 62, nr 2, s. 108-116
• [3] Czaja P.: Polskie doświadczenia w likwidacji szybów. Część 2. Likwidacja zakładu górniczego i likwidacja szybów - wymogi formalno-prawne [Polish experience in shaft liquidation. Part 2. Mine and shaft liquidation – formal requirements], Wiadomości Górnicze 2011, r. 62, nr 3, s. 167-174
• [4] Czaja P.: Ocena rozwiązań projektowych likwidacji szybów zastosowanych w procesie restrukturyzacji polskiego górnictwa węglowego [Assessment of solutions of shaft liquidation in the process of restructuring of Polish mining industry], Górnictwo i Geoinżynieria, r. 33, 2009, 3/1, s. 105-119
• [5] Laurence D.: Optimisation of the mine closure process, Journal of Cleaner Production 14(3-4), p. 285-298
• [6] Zobaidul Kabir S.M., Rabii F., Chowdhury M.B., Akbar D.: A Review of Mine Closure Planning and Practice in Canada and Australia, World Review of Business Research, 5(3), 140-159
• [7] Szczepański A.: Problemy hydrogeologiczne związane z likwidacją kopalń [Hydrogeological issues in mine liquidation], Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 1999, nr 388 Hydrogeologia, s. 211-228
• [8] Macuda J., Zawisza L.: Monitoring środowiska gruntowo-wodnego w rejonie likwidowanych kopalń [Groundwater monitoring in the area of liquidated mines], Materiały Konferencyjne Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk, 20-24.02.2006, Wydawnictwo IGSMiE PAN, 2006, Sympozja i konferencje nr. 66, s. 585-593
• [9] Czaja P.: Polskie doświadczenia w likwidacji szybów. Część 12. Hydrologiczne skutki likwidacji kopalni podziemnej [Polish experience in shaft liquidation. Part 12. Hydrogeological consequenses of underground mine liquidation], Wiadomości Górnicze 2012, r. 63 nr 2, s. 117-124
• [10] Rapantova N., Grmela A.: Environmental Impact of Mine Liquidation on Groundwater and Surface Water, in: Fabbri A.G., Gaál G., McCammon R.B. (eds) Deposit and Geoenvironmental Models for Resource Exploitation and Environmental Security. Nato Science Partnership Subseries: 2 (Series 2. Environment Security), vol 80. Springer, Dordrecht
• [11] Kropka J., Janson E., Czapnik A.: Changes of hydrogeological conditions in the area of liquidated hard coal mines in the north-eastern part of Upper Silesia Coal Basin (southern Poland), in: 9th IMWA Congress “Mine water 2005 – mining clossure”. Eds. J. Loredo, F. Pendas. Oviedo: Departamento de Explotacion y Prospeccion de Minas. Universidad de Oviedo. Espana, s. 209–215
• [12] Majcherczyk T., Niedbalski Z., Wałach D.: Variations in mechanical parameters of rock mass affecting shaft lining. Archives of Mining Sciences, 2013 vol. 58 no. 3, 629–642
• [13] Bainton N., Holcombe S.: A critical review of the social aspects of mine closure, Resources Policy. 59. 10.1016/j.resourpol.2018.08.020
• [14] Smoliło J., Chmiela A.: The Mine Liquidation Processes In SRK S.A. In A Cost Approach, Silesian University of Technology Scientific Papers, Organization and Management, no. 153, edited by Wolniak R., 2021, p. 429-444
• [15] Kuźnik F. (eds.): Wpływ likwidacji kopalń węgla kamiennego na gospodarkę lokalną i regionalną [Influence of the coal mine liquidation on local and regional economy], Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej w Katowicach, 2003
• [16] Jarosz J.: Prawne i ekonomiczne aspekty procesu likwidacji kopalń węgla kamiennego w Polsce [Legal and economical aspects of coal mines liquidation in Poland], Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, nr 75, 2009, s. 59-69
• [17] Duda A.: Identyfikacja zdarzeń środowiskowych związanych z procesem likwidacji kopalń na przykładzie zamykanych kopalń w wybranych krajach Unii Europejskiej [Identification of environmental issues connected to mine liquidation proces on the basis of closing mines in selected EU countries], Przegląd Górniczy 2018, 74 nr 3, s. 7-14
• [18] Czaja P., Gąsiorczyk A.: Wpływ sposobu likwidacji szybu na zagrożenie powierzchni w jego otoczeniu [Influence of the shaft liquidation method on the ground surface safety], Górnictwo i Geoinżynieria, 2005, r. 29, nr 3/1, s. 165-175
• [19] Grzybek I., Bukowski P., Brzozoń K.: Zagrożenia związane z likwidacją szybów na przykładzie szybów pola Czyżowice (SW GZW) [Dangers connected with shaft liquidation on the example of liquidation of Czyżowice area shafts], WUG: Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie, 2005, nr 6, s. 43-45
• [20] Jonek-Kowalska I.: Risk management in the hard coal mining industry: Social and environmental aspects of collieries’ liquidation, Resources Policy. 41. 124–134. 10.1016/j.resourpol.2014.05.002
• [21] Prusek S., Całus-Moszko J., Bukowski P.: Laboratory tests of filtration coefficient of selected materials used in liquidating shafts in collieries, Journal of Mining Science. 50. 265-276. 10.1134/S1062739114020094.
• [22] Bukowski P., Niedbalska K.: The Analysis Of Selected Properties Of Solid Rock Materials Designed For Shafts Liquidation, International Multidisciplinary Scientific GeoConference : SGEM; Sofia Tom 2, : 467-474. Sofia: Surveying Geology & Mining Ecology Management (SGEM), 2013
• [23] Czaja P.: Polskie doświadczenia w likwidacji szybów. Część 3. Zakres i technologia prac przy likwidacji szybu górniczego - branża górnicza [Polish experience in shaft liquidation. Part 3. Scope and technology – mining branch], Wiadomości Górnicze, 2011, r. 62, nr 4, s. 225-234
• [24] Czaplicka-Kolarz K.: Możliwości stosowania kompozytów poliestro-szklanych w górnictwie węgla kamiennego [Aplicability of poliester-glass composites in underground coal mining], Przegląd Górniczy, 2004, t. 60, nr 7-8, s. 33-38
• [25] Wróblewski P.: Analysis of Torque Waveforms in Two-Cylinder Engines for Ultralight Aircraft Propulsion Operating on 0W-8 and 0W-16 Oils at High Thermal Loads Using the Diamond-Like Carbon Composite Coating, SAE International Journal of Engines, 2022, vol. 15, nr 1, DOI:10.4271/03-15-01-0005
• [26] Pytlik A., Lankocz T., Cieślik J., Pelc R.: Badania porównawcze stalowych i kompozytowych siatek górniczych [Comparison research on steel and composite nets for mining industry], Przegląd Górniczy, 2016, t. 72, nr 7, s. 78-86
• [27] Uddin N. (eds): Developments in fiber-reinforced polymer (FPR) composites for civil engineering, Woodhead Publishing Limited, 80 High Street, Sawston, Cambridge UK, 2013
• [28] Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Zagórski K., Lalik K., Dominik I., Kwaśniewski J.: Nieniszcząca metoda badania stanu obciążenia obudowy kotwowej długiej wykonanej z tworzywa sztucznego [Nondestructive method for load conditio appraisal of composite long bolting suport], Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, rok 2017, nr 99, s. 109-118
• [29] Rokita T., Kamiński P., Ruta H., Szkudlarek Z.: CFD Simulations of the New Construction of Light Brattice Wall for Mine Shafts. Energies. 2021; 14(21):7239. https://doi.org/10.3390/en14217239
• [30] Kostrz J.: Głębienie szybów, Kraków: Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków 2014 (In Polish)
• [31] Czaja P., Kamiński P.: Wybrane zagadnienia techniki i technologii głębienia szybów, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków 2016 (In Polish)
• [32] PN-EN 10279:2003 Ceowniki stalowe walcowane na gorąco – Tolerancje kształtu, wymiarów i masy [EN 10279:2000 Hot rolled steel channels - Tolerances on shape, dimensions and mass]

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)