Wykorzystanie pomiarów mikrotwardości Vickersa do analiz węgla kamiennego pochodzącego z partii F kopalni Borynia-Zofiówka-Jastrzębie, Ruch Zofiówka

• Autorzy: Godyń K. , Králová L.

Warianty tytułu

EN

Application of Vickers micro hardness measurements for hard coal analysis focusing on the F part of the Borynia-Zofiówka-Jastrzębie mine, Zofiówka Section

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach pracy przeprowadzono pomiary mikrotwardości z różnowiekowych pokładów węgla kamiennego rejonu Zofiówki, skupiając się na partii F. Do badań wykorzystano urządzenie Micro Hardness Tester CSM Instruments, czyli zintegrowany system mikroskopu optycznego wraz z analizatorem mikrotwardości Vickersa. Przeprowadzone analizy przy użyciu mikrotwardościomierza pozwoliły na uzyskanie wyników trzech różnych parametrów: mikrotwardości Vickersa Hv [N/mm2], modułu ściśliwości EIT [GPa] oraz charakteru spękań powstałych po wciśnięciu wgłębnika Vickersa w badany fragment węgla. Na podstawie oceny tych parametrów prześledzono zachowanie się węgla o różnym stopniu uwęglenia. Otrzymane wyniki badań wzbogacają opis węgla o niestandardowe pomiary, a co za tym idzie, rozszerzają wiedzę dotyczącą tej kopaliny w kontekście jej parametrów wytrzymałościowych.

EN

Microhardness measurements of the different age coal deposits of the Zofiówka area, focusing on the F part were carried out. The studies were performed on the Micro Hardness Tester CSM Instruments, which is an integrated optical microscope system with a Vickers microhardness analyzer. The analyzes carried out allowed to obtain three different parameters: the Vickers microhardness Hv [N/mm2], elastic modulus EIT [GPa], and the nature of cracks caused by pressing the Vickers indenter into the tested coal fragment. Based on the evaluation of these parameters, the behavior of coal of different degrees of metamorphism was investigated. The results of the study have enriched the description of hard coal with non-standard measurements and, as a result, extend the knowledge of this fossil fuel in the context of its strength parameters.

Słowa kluczowe

PL

mikrotwardość Vickersa; węgiel kamienny; GZW

EN

Vickers microhardness; hard coal; Upper Silesian Coal Basin; USCB

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 19, nr 1
• Strony: 25--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Godyń K.

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

autor

Králová L.

• Institute of Geonics of the CAS, Studentska 1768, 708 00 Ostrava-Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• Beneš K., 1957: Měření mikrotvrdosti uhelně-petrografi ckýchsložek a mikrolitotypů Hanemanovým mikrotvrdoměrem. Sbor. věd. prací VŠB v Ostravě, Geol., 3, 3, 47-51.
• Bukowska M., Ćmiel S.: Charakterystyka zmian właściwości skał karbońskich w strefach tektoniki nieciągłej w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Górnictwo i Geoinżynieria, 2011, rok 35, zeszyt.
• Das B., 1968: Microhardness study of coal with special reference to mechanism of dust genesis. MS Disertační práce, Vysoká Škola Báňská, Ostrava. 1968
• Dietz M., Tietz H.-D., 1990: Characterization of engineering ceramics by indentation methods. J. Mat. Sci., 25, 3731-3738.
• Dutcher, R.R., 1960: Physical, chemical, and thermal properties of selected vitrinitic substance. Unpublished PhD dissertation Thesis, Pennsylvania State University, 190 pp.
• Eremin I.V., Lebedev V.V.,. Cikarev A.D., 1980: Petrografi ja i fizičeskije svojstva uhlej. Nedra, Moskva.
• Gabzdyl W., 1994: Geologia złóż węgla: złoża świata. Warszawa: Polska Agencja Ekologiczna
• Godyń K., 2016: Structurally altered hard coal in the areas of tectonic disturbances – an initial attempt at classification. Arch. Min. Sci. Vol. 61, No. 3.
• Heinze G., 1958: Harte- und Festigkeitsuntersuchungen an Kohlen, insbesondere an Ruhrkohlen. Bergbau-Arch. 19, 1-23
• Kašpar P.,1988: Rudní mikroskopie. Academia, Praha.
• Kotas A., 1972: Ważniejsze cechy budowy geologicznej GZW na tle pozycji tektonicznej i budowy głębokiego podłoża utworów produktywnych. [W:] Problemy geodynamiki i tąpań, 1. Kom. Górnictwa PAN, Kraków: 5-55.
• Kožušniková A., 2009: Determination of microhardness and elastic modulus of coal components by using indentation method. Geolines 22.
• Kožušníková A., 2010: Mikrotvrdost a indentační modul pružnosti vitrinitu různých typů uhlí z Hornoslezské pánve. Sborník konference Nové poznatky v oblasti výzkumu a netradičního využití geomateriálů. Ostrava, ISBN: 978-80-248-2315-7
• Krevelen D.W. van, 1993: Coal – Typology – Physics – Chemistry – Constitution. Elsevier, Amsterdam.
• Martinec P., Kožušníková A., 2006: Mikrotvrdost černých uhlí ostravsko-karvinského revíru – dosa-vadní stav a možnosti dalšího rozvoje problematiky. Documenta Geonica, Ostrava, Proceedings of the 6th Czech-Polish Conference of the Upper Silesian Coal basin, pp. 111-119
• Maślankiewicz K., Szymański A., 1976: Mineralogia Stosowana. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa
• Młynarczuk M., Skiba M., 2017: The application of artificial intelligence for the identification of the maceral groups and mineral components of coal. Computers & Geosciences, Vol. 103, p. 133-141
• Mukherjee A.K., Alam M.M., Ghose S., 1989: Microhardness characteristics of Indian coal and lignite. Fuel, Vol. 68, Iss. 5, May 1989, p. 670-673.
• Oliver W.C., Pharr G.M., 1992. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. Mat. Res., 7(6): 1564-1583.
• Osika R., red. 1987: Budowa geologiczna Polski, T VI. Złoża surowców mineralnych. Instytut Geologiczny Warszawa Wydawnictwa Geologiczne.
• PN-ISO 7404-5:2002P: Metody analizy petrograficznej węgla kamiennego (bitumicznego) i antracytu -- Część 5: Metoda mikroskopowa oznaczania refl eksyjności witrynitu. Methods for the petrographic analysis of bituminous coal and anthracite - Part 5: Method of determining microscopically the reflectance of vitrinite.
• Probierz K., Marcisz M., Sobolewski A., 2012: Rozpoznanie warunków geologicznych występowania węgla koksowego w rejonie Jastrzębia dla potrzeb projektu „Inteligentna koksownia”. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 2012, nr 452, s. 245-256.
• Skoczylas N., 2015: Analyzing the parameters of the coal-gas system by means of a low-cost device based on a flow meter. Adsorption Science & Technology, Iss. 9.
• Skoczylas N., Topolnicki J., 2016: The coal-gas system – the effective diffusion coefficient. Int. J.Oil, Gas and Coal Technology, Vol. 12, No. 4, p. 412-424.
• Stach E., Mackowsky M.-Th., Teichmuller M., Taylor G.H., Chandra D., Teichmuller R., 1982: Stach’s Textbook of Coal Petrology Gebruder Borntraeger. Berlin, Stuttgart.
• Taylor G.H., Teichmuller M., Davis A., Diessel C.F.K., Littke R., Robert P., 1998: Organic Petrology. Gebruder Borntraeger, Berlin. 614 p.

Uwagi

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