Metodyka wyznaczania emisji pyłu do powietrza z procesu erozji wietrznej na terenie kopalni odkrywkowej surowców mineralnych

• Autorzy: Bogacki M. , Dziugieł M.

Warianty tytułu

EN

Methodology for the determination of dust emission rate caused by wind erosion in the area of the open-pit mine of mineral products

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodykę szacowania emisji powodowanej erozją wietrzną. Rozważono emisję pyłów unoszonych zarówno z obszarów płaskich, jak i zwałowisk/składowisk. Metodyka oparta jest na pojęciu potencjału emisyjnego pyłu wyrażonego w g/m2. Parametr ten zależy od składu granulometrycznego unoszonego pyłu oraz prędkości wiatru, przy czym najistotniejsze są dwa pojęcia związane z prędkością wiatru tj. prędkość tarciowa wiatru u*, m/s oraz krytyczna prędkość tarciowa wiatru ut*, m/s. Aby mogło dojść do erozji wietrznej musi być spełniony warunek: u* >ut*. Ze względu na fakt, że potencjał emisyjny powierzchni erodowanej w funkcji czasu może ulegać zarówno zmniejszeniu na skutek wywiewania cząstek stałych do powietrza, jak również może być okresowo odtwarzany, na skutek różnego rodzaju operacji technologicznych, zakłada się że wskaźnik emisji jest funkcją występowania zdarzeń technologicznych, odtwarzających pierwotny potencjał emisyjny. W celu lepszego zrozumienia przedstawionej w artykule metodyki obliczeniowej, przeanalizowano na przykładzie składowiska surowców skalnych w kształcie stożka, sposób szacowania emisji niezorganizowanej wynikającej z erozji wietrznej. W wyniku obliczeń uzyskano szukaną wartość emisji miesięcznej pyłu do powietrza.

EN

This paper presents a methodology for the estimation of dust emissions caused by wind erosion. Dust emission generated by wind erosion of open aggregate storage piles and the exposed areas within an industrial facility for a dry, exposed surface was considered. The methodology is based on a concept of dust emission potential expressed in g/m2 per year. This parameter depends on the composition of the borne material and wind speed, where the friction velocity (ut*, m/s) and the threshold friction velocity (ut*, m/s) are the two most important elements involved. Wind erosion occurs only if u* >ut*. Aggregate material surfaces are characterized by the finite availability of erodible material referred to as the erosion potential. The erosion potential can be either reduced as a result of natural crusting of the surface or blowing off particles, or it can be restored as a result of a variety of different processing operations. It is assumed that the emission factor is a function of the processing operations occurrence in different frequencies that restores the erosion potential of the surface. In order to improve the understanding of methodology presented in this paper, an example of fugitive dust emission estimation of rock material cone storage pile was used. As a result of calculations performed as part of this study, a monthly figure of dust emission of a pile was calculated.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo odkrywkowe; surowce mineralne; emisja niezorganizowana

EN

open-pit mining; mineral products; uncontrolled emission

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 69, nr 11
• Strony: 56--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bogacki M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, Kraków

autor

Dziugieł M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, Kraków

Bibliografia

• 1. Axtell K., Cowherd Jr. C.: Improved Emission Factors For Fugitive Dust From Surface Coal Mining Sources, EPA-600/7-84-048, U. S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH, March 1984.
• 2. Changery M.J.: National Wind Data Index Final Report. HCO/T1041-01 UC-60, National Climatic Center, Asheville, NC, December 1978.
• 3. Chepil W.S.: Improved Rotary Sieve For Measuring State And Stability Of Dry Soil Structure. Soil Science Society Of America Proceedings, 16:113-117, 1952.
• 4. Cowherd C.: Background Document for Revisions to Fine Fraction Ratios Used for AP-42 Fugitive Dust Emission Factors. Prepared by Midwest Research Institute for Western Governors Association, Western Regional Air Partnership, Denver, CO, February 2006.
• 5. Cowherd Jr. C.: A New Approach To Estimating Wind Generated Emissions From Coal Storage Piles. Presented at the APCA Specialty Conference on Fugitive Dust Issues in the Coal Use Cycle, Pittsburgh, PA, April 1983.
• 6. Józefaciuk A., Józefaciuk Cz.: Erozja agrosystemów. Warszawa, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, 1995.
• 7. Józefaciuk A., Józefaciuk Cz.: Mechanizm i wskazówki metodyczne badania procesów erozji. Warszawa, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, 1996.
• 8. Józefaciuk A., Józefaciuk Cz.: Erozja i melioracje przeciwerozyjne. Warszawa, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, 1996.
• 9. Józefaciuk A., Józefaciuk Cz.: Ochrona gruntów przed erozją. Puławy, Wydawnictwo IUNG, 1999.
• 10. Liu Lianyou, Wang Jianhua, Li Xiaoyan, Liu Yuzhang, Ta Wanquan, Peng Haimei: Determination of erodible particles on cultivated soils by wind tunnel simulation. Chinese Science Bulletin, Vol. 43 No. 19 October 1998.
• 11. Muleski G.E.: Coal Yard Wind Erosion Measurement. Midwest Research Institute, Kansas City, MO, March 1985.
• 12. Trepińska J.: Pionowy profil prędkości wiatru przyziemnego. Folia Geographica, Series Geographica-Physica, Vol. XXXV-XXXVI, 2004-2005 s. 153÷166.
• 13. United States Environmental Protection Agency: Update Of Fugitive Dust Emissions Factors In AP-42 Section 11.2 — Wind Erosion, MRI No. 8985-K, Midwest Research Institute, Kansas City, MO, 1988.
• 14. United States Environmental Protection Agency: AP42, Fifth Edition, Volume 1, Chaper 13: Miscellaneous Sources – 13.2.5. Industrial wind erosion, November 2006 (źródło: http://www.epa.gov/ttnchie1/ap42/, pobrane dnia: 30.04.2013)