Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego

Klojzy-Karczmarczyk, B.; Mazurek, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego

Autorzy

Klojzy-Karczmarczyk B. , Mazurek J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

13-zn-10-klojzy-karczmarczyk-mazurek.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Proposals to extend actions to the management of waste rock from hard coal mining

Konferencja

urowce energetyczne i energia : XXXI konferencja z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : Zakopane, 15–18 października 2017, Cz. 3

Języki publikacji

Abstrakty

W procesie wydobycia i wzbogacania urobku węglowego powstają znaczne ilości materiałów odpadowych, głównie skała płonna oraz muły węglowe, uznawane za odpad lub surowiec. Podstawowe kierunki zagospodarowania skały płonnej oraz odpadów wydobywczych to produkcja kruszyw, produkcja pełnowartościowych produktów energetycznych oraz roboty likwidacyjne w kopalniach węgla kamiennego i podsadzanie wyrobisk. W pracy przedstawiono propozycję poszerzenia tych działań dla lepszego wykorzystania materiałów odpadowych. Rozpoznano możliwość wykorzystania kruszyw lub odpadów do wypełniania wyrobisk odkrywkowych, również na obszarach będących w zasięgu zbiorników wód podziemnych, możliwość budowy warstw izolujących z materiału odpadowego (muły węglowe) oraz wytwarzanie mieszanek mułów węglowych z osadami ściekowymi celem produkcji materiałów o dobrych właściwościach energetycznych. Analizę przeprowadzono na podstawie badań własnych i danych literaturowych, dotyczących szeregu wybranych parametrów materiałów odpadowych. Wykonano i przedstawiono wstępne badania wielkości ciepła spalania oraz wartości opałowej mułów węglowych w połączeniu z innym materiałem odpadowym, jakim są osady ściekowe. Zaproponowane sposoby i działania wpisują się w dotychczasowe kierunki zagospodarowania, jednak pozwalają na rozszerzenie zakresu stosowania zarówno odpadów wydobywczych, jak i produktów wytwarzanych na bazie skały płonnej czy mułów węglowych. Jednak ze względu na częsty brak stabilnego składu tych materiałów, każdorazowo przed próbą ich zastosowania należy dokonać oceny ich aktualnych właściwości. Wnioskuje się, że istotne jest kontynuowanie badań celem promowania wykorzystania gospodarczego już istniejących metod oraz poszukiwania nowych rozwiązań dla zagospodarowania odpadów wydobywczych.

In the process of extraction and enrichment of coal waste, considerable quantities of waste material are produced, mainly the gangue and coal sludge, considered as waste or raw material. The main directions of the management development of the waste rock are the production of aggregates, the production of energy products and the liquidation works in hard coal mines and the filling of excavations. The paper proposes the extension of these activities to the use of waste material. The possibility of using aggregates or extractive waste to fill open-pit excavations has been proposed, also in areas within the reach of groundwater and the possibility of building insulation layers of waste material and the production of mixtures of hard coal sludge and sewage sludge to produce material with good energy properties. The analysis was based on the author’s own research and literature data related to selected parameters of waste material. This paper presents our own preliminary studies on the amount of combustion heat and the calorific value of coal sludge combined with other wastes such as sewage sludge. The proposed methods and actions are part of the current directions of development, but they allow the extension of the scope of use of both extractive waste and products produced on the basis of gangue or coal sludge. Due to the frequent lack of the stable composition of these materials, their current properties should be assessed each time before attempting to use them. The fact that it is important to continue research to promote existing economic use and to seek new activities or methods has been concluded.

Słowa kluczowe

skała płonna muły węglowe odpady wydobywcze osady ściekowe rekultywacja wyrobisk bariera izolacyjna wartość opałowa

gangue hard coal sludge extractive waste sewage sludge reclamation of excavations insulation layer calorific value

Wydawca

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Rocznik

2017

Tom

nr 98

Strony

151--165

Opis fizyczny

Bibliogr. 54 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Klojzy-Karczmarczyk B.

beatakk@min-pan.krakow.pl

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Mazurek J.

jan@min-pan.krakow.pl

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Kraków

Bibliografia

1. Baic i in. 2012a – Baic, I., Sobko, W. i Łukowska, M. 2012. Inwentaryzacja szacunkowa i in-situ depozytów mułów węglowych. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15, z. 3, s. 221–229.
2. Baic i in. 2012b – Baic, I., Lutyński, A. i Lutyński, M. 2012. Potencjał energetyczny zdeponowanych mułów węglowych. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15, z. 3, s. 259–271.
3. Baic, I. 2013. Analiza parametrów chemicznych, fizycznych i energetycznych depozytów mułów węglowych zinwentaryzowanych na terenie województwa śląskiego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 15, s. 1511–1524.
4. Baic, I. i Blaschke, W. 2012. Problematyka depozytów mułów węglowych w Polsce. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15, z. 3, s. 211–219.
5. Baic, I. i Witkowska-Kita, B. 2011. Technologie zagospodarowania odpadów z górnictwa węgla kamiennego. diagnoza stanu aktualnego, ocena innowacyjności i analiza SWOT. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 13, s. 1315–1326.
6. Bednorz, J. 2011. Społeczno-ekologiczne skutki eksploatacji węgla kamiennego w Polsce. Górnictwo i Geologia t. 6(4), s. 5–17.
7. Bień, J.D. 2012 – Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych metodami termicznymi. Inżynieria i Ochrona Środowiska t. 15(4), s. 439–449.
8. Bojarska, K. i Bzowski, Z. 2012. Wyniki badań wyciągów wodnych odpadów wydobywczych z kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w aspekcie wpływu na środowisko. Górnictwo i Geologia 7(2), s. 101–113.
9. Budzyń, S. i Tora, B. 2014. Energetyczne i materiałowe wykorzystanie odpadów – wybrane technologie opracowane we współpracy Wydziału Energetyki i Paliw oraz Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, s. 9–24.
10. Bzowski, Z. i Dawidowski, A. 2013. Monitoring właściwości fizykochemicznych odpadów wydobywczych pochodzących z kopalni węgla kamiennego LW „Bogdanka”. Zeszyty Naukowe nr 149 Uniwersytetu Zielonogórskiego. Inżynieria środowiska nr 29, s. 87–96.
11. Doniecki, T. i Siedlecka, E. 2006. Odpadowe muły węglowe jako element izolacji mineralnej składowisk odpadów. Górnictwo i Geoinżynieria Rok 30, z. 3/1, s. 41–46.
12. Dz.U. z 2011, Nr 175, poz. 1048. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 lipca 2011 r. w sprawie kryteriów zaliczania odpadów wydobywczych do odpadów obojętnych.
13. Dz.U. z 2013, poz. 523. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów.
14. Dz.U. z 2015, poz. 1277. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach.
15. Dziok i in. 2015 – Dziok, T., Strugała, A., Rozwadowski, A., Macherzyński, M. i Ziomber, S. 2015. Rtęć w odpadach z procesu wzbogacania węgli kamiennych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 31, z. 1, s. 107–122.
16. Galos, K. i Szlugaj, J. 2014. Management of hard coal mining and processing wastes in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 30, z. 4, s. 51–61.
17. Gawęda, T. i Olejnik, T. 2008. Produkcja kruszyw mineralnych z odpadów powęglowych w Kompanii Węglowej S.A. na przykładzie wybranych kopalń. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 24, z. 2/1, s. 28–29.
18. Góralczyk, S. red. 2011 . Gospodarka surowcami odpadowymi z węgla kamiennego . IMBiGS Warszawa, 327 s.
19. Góralczyk, S. i Baic, I. 2009. Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2, s. 145–157.
20. Gruchot, A. 2014. Wykorzystanie kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego do budowy wałów przeciwpowodziowych. Przegląd Górniczy nr 7, s. 158–164.
21. Gruchot i in. 2015 – Gruchot, A., Zając, E. i Zarzycki, J. 2015. Analiza możliwości zagospodarowania osadów z wód dołowych kopalni węgla kamiennego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 17, s. 998–1016.
22. Grudziński, Z. 2013. Koszty środowiskowe wynikające z użytkowania węgla kamiennego w energetyce zawodowej. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 15, s. 2249–2266.
23. Grudziński, Z. i Stala-Szlugaj, K. 2016. Koszty środowiskowe a użytkowanie węgla kamiennego w obiektach o mocy do 50 MW. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 18, s. 579–596.
24. Gwoździewicz, M. i Bukowska, M. 2012. Zmiany współczynnika filtracji różnowiekowych odpadów wydobywczych w bryle składowiska „Bogdanka” w świetle badań modelowych oraz in situ. Prace Naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko 1, s. 47–62.
25. Hycnar i in. 2005 – Hycnar, J.J., Foltyn, R., Olkuski, T. i Blaschke, S.A. 2005. Kierunki energetycznego wykorzystania drobnoziarnistych odpadów z wydobycia i wzbogacania węgla kamiennego. Mat. VII Ogólnopolskiej Konf. Nauk. Kompleksowe i Szczegółowe Problemy Inżynierii Środowiska , Koszalin, s. 639–650.
26. Hycnar i in. 2013 – Hycnar, J.J., Fraś, A., Przystaś, R. i Foltyn, R. 2013. Stan i perspektywy podwyższenia jakości mułów węglowych dla energetyki. Mat. XXVII Konf. z cyklu Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej , s. 61–74.
27. Kicińska, A. i Kosa, B. 2016. Ocena testu wymywalności wybranych metali z odpadów wydobywczych węgla kamiennego zlikwidowanej kopalni „Siersza” w Trzebini (Polska S). Ochrona środowiska i zasobów naturalnych Vol. 27, nr 2(68), s. 32–37.
28. Klatka i in. 2016 – Klatka, S., Malec, M., Ryczek, M., Kruk, E. i Zając, E. 2016. Ocena zdolności retencyjnych wybranych odpadów przemysłowych. Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus 15(4), s. 53–60.
29. Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2009. Wybrane aspekty zabezpieczenia środowiska gruntowo-wodnego w procesie zamykania składowisk odpadów komunalnych. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, Hydrogeologia z. IX/1, s. 247–252.
30. Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2014. Badania zawartości rtęci i siarki w odpadach z obszaru nieczynnej hałdy odpadów górnictwa węgla kamiennego. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 17, z. 4, s. 289–302.
31. Klojzy-Karczmarczyk, B. i Staszczak, J. 2017 (w druku). Czynne wyrobiska odkrywkowe surowców węglanowych na tle granic GZWP w aspekcie możliwości ich rekultywacji przez wypełnianie odpadami. Przegląd Geologiczny.
32. Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016a – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J., Staszczak, J., Mucha, J. i Paw, K. 2016. Ocena możliwości rekultywacji odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych z wykorzystaniem kruszyw ze skał towarzyszących pokładom węgla kamiennego na przykładzie ZG Janina. Górnictwo Odkrywkowe Nr 5, s. 23–33.
33. Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016b – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. i Mucha, J. 2016. Sulfur as a parameter in the suitability assessment of gangue from coal mining for reclamation of opencast excavation, taking into the requirements regarding protection of the soil. E3S Web of Conferences 10, 00036. [Online] Dostępne w: e3s-conferences.org [Dostęp: 1.07.2017].
34. Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016c – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. i Paw, K. 2016. Możliwości zagospodarowania kruszyw i odpadów wydobywczych górnictwa węgla kamiennego ZG Janina w procesach rekultywacji wyrobisk odkrywkowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 32 , z. 3, s. 111–134.
35. Klojzy-Karczmarczyk, B. 2003. Zastosowanie odpadów energetycznych w ograniczaniu transportu zanieczyszczeń ze składowisk odpadów górniczych. Studia, Rozprawy, Monografie nr 117, IGSMiE PAN, s. 113.
36. Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2015. Uwarunkowania prawne i środowiskowe rekultywacji wyrobisk odkrywkowych z wykorzystaniem odpadów górnictwa węgla kamiennego lub produktów na bazie skały płonnej. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Nr 90, s. 67–78.
37. Kopacz, M. 2015. Ocena kosztów gospodarki skałą płonną w funkcji zmiennego poziomu współczynnika uzysku węgla netto na przykładzie kopalni węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 31, z. 3, s 121–144.
38. Korban, Z. 2011. Problem odpadów wydobywczych i oddziaływania ich na środowisko, na przykładzie zwałowiska Nr 5A/W-1 KWK „X”. Górnictwo i Geologia nr 6(1), s. 109–120.
39. Kugiel, M. i Piekło, R. 2012. Kierunki zagospodarowania odpadów wydobywczych w Haldex S.A. Górnictwo i Geologia t. 7, z. 1, s. 133–145.
40. Lorenz, U. i Ozga-Blaschke, U. 2005. Muły węgla kamiennego – produkt energetyczny czy odpad . Mat. VII Ogólnopolskiej Konf. Nauk. Kompleksowe i Szczegółowe Problemy Inżynierii Środowiska , Koszalin, s. 681–682.
41. Lutyński, A. i Szpyrka, J. 2010. Zagospodarowanie drobnoziarnistych odpadów ze wzbogacania węgla kamiennego. Górnictwo i Geoinżynieria Rok 34, z. 4/1, s. 155–164
42. Lutyński, A. i Szpyrka, J. 2011. Analiza jakości mułów węgla kamiennego zdeponowanych w osadnikach naziemnych. Górnictwo i Geologia t. 6(2), s. 121–129.
43. Mucha i in. 2016 – Mucha, J., Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2016. Methodology of statistical study of the chemical composition of by-products of coal mining to assess their suitability as materials for reclamation. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 32, z. 4, s. 73–90.
44. Pająk, T. 2014. Termiczne przekształcanie osadów ściekowych wobec wyzwań roku 2016. Inżynieria i Ochrona Środowiska t. 17(3), s. 363–376.
45. Piontek, B., 1999. Koszty środowiskowe w rachunku kosztów funkcjonowania kopalni węgla kamiennego. Rocznik Ochrona Środowiska t. 1, s. 157–204.
46. Skarżyńska, K.M. 1997. Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej i wodnej. Kraków: Wyd. Akademii Rolniczej.
47. Skawińska, A. i Kuklis, I. 2014. Ocena przydatności energetycznej komunalnych osadów ściekowych w oparciu o analizę parametrów fizykochemicznych. Przegląd Górniczy nr 12, s. 74–77.
48. Sobik-Szołtysek i in. 2013 – Sobik-Szołtysek, J., Bień, J.B. i Milczarek, M. 2013. Analiza współczynnika filtracji w aspekcie możliwości stosowania alternatywnych materiałów do budowy barier izolacyjnych na składowiskach odpadów. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 15, s. 1393–1410.
49. Sobko i in. 2011 – Sobko, W., Baic, I. i Blaschke, W. 2011. Depozyty mułów węglowych – inwentaryzacja i identyfikacja ilościowa. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 13, s. 1405–1413.
50. Szymkiewicz i in. 2009 – Szymkiewicz, A., Fraś, A. i Przystaś, R. 2009. Kierunki zagospodarowania odpadów wydobywczych w Południowym Koncernie Węglowym S.A. Wiadomości Górnicze , s. 435–441.
51. Wróbel i in. 2013 – Wróbel, J., Fraś, A., Przystaś, R. i Hycnar, J.J. 2013. Gospodarka odpadami poprodukcyjnymi w kopalniach Południowego Koncernu Węglowego SA. Konferencja Naukowo-Techniczna XXII Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków 18–22.02.
52. Wróbel i in. 2012 – Wróbel, J., Fraś, A., Pierzchała, T., Przystaś, R., Machnik, A. i Hycnar, J.J. 2012. Konsolidacja działań Południowego Koncernu Węglowego SA. ze spółkami energetycznymi Grupy TAURON w zakresie gospodarowania produktami ubocznymi. Materiały XXVI Konferencji Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej , Zakopane, s. 113–127.
53. [Online] Dostępne w: www.me.gov.pl – Informacja o funkcjonowaniu górnictwa węgla kamiennego w 2014 r. wraz z oceną realizacji Programu działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015 [Dostęp: 30.07.2017].
54. Zawisza, E. i Malec, P. 2016. Wodoprzepuszczalność przepalonych odpadów powęglowych oraz ich mieszanek z popiołem lotnym. Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus t. 15 (3), s. 187–194.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e0009bb6-35b5-466d-ae67-a643173477fe