Możliwość wykorzystania w górnictwie ubocznego produktu spalania pochodzącego z energetyki stosującej węgiel brunatny

• Autorzy: Pierzyna Piotr

Warianty tytułu

EN

Possibility of using by-product of lignite coal combustion in mining industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania w technologiach górnictwa podziemnego ubocznego produktu spalania węgla brunatnego pochodzącego z energetyki zawodowej – popiołu lotnego wapiennego. Na bazie przedmiotowego UPS-u wytworzono hydro mieszaniny popiołowo-cementowe, które poddano badaniom wg normy PN-G 1101:1998, która funkcjonuje w górnictwie, a która odnosi się do technologii podsadzania i wypełniania różnego rodzaju wyrobisk podziemnych. Udział masowy cementu w mieszaninie z popiołem wynosił 3, 6 i 9%. Wielkość wody zarobowej (wskaźnik W/S) dobrano tak, aby powstałe mieszaniny miały przede wszystkim konsystencję płynną, ponieważ wytwarzane są w instalacjach powierzchniowych, skąd za pomocą rurociągu w sposób grawitacyjny transportowane są do miejsca ich aplikacji w podziemnych wyrobiskach górniczych. Odnosząc uzyskane wyniki badań do wymagań normy PN-G 11011:1998 należy stwierdzić, że generalnie wszystkie badane mieszaniny ją spełniają, z wyjątkiem tych które nie mają konsystencji płynnej, a więc mieszanin o wskaźniku W/S większym od 1,0 z udziałem cementu większym niż 3%.

EN

The paper presents the possibility of using in underground mining technologies a by-product of lignite combustion that comes from the utility power industry - lime fly ash. Based on the UPS in question, hydro-ashcement mixtures were produced, which were tested according to the PN-G 1101:1998 standard, which is used in the mining industry and refers to the technology of backfilling and filling various types of underground workings. The mass proportion of cement in the mixture with ash was 3, 6 and 9%. The size of the mixing water (W/S ratio) was selected so that the mixtures would be primarily of liquid consistency, as they are produced in surface installations from where they are gravitationally transported by pipeline to the place of their application in underground mine workings. Relating the test results to the requirements of PN-G 11011:1998 standard, it should be stated that in general all the tested mixtures comply with the standard, except for those that do not have the fluid consistency, i.e. mixtures with W/S ratio greater than 1.0 and cement content greater than 3%.

Słowa kluczowe

PL

popiół lotny; UPS; cement; górnictwo; mieszaniny podsadzkowe

EN

fly ash; CCP; cement; mining; backfill mixture

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 2
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pierzyna Piotr

Bibliografia

• [1] Baran T., Garbacik A., Synowiec K., Żak A.: Zastosowanie popiołu lotnego wapiennego jako aktywnego składnika spoiw drogowych. Roads Bridg. - Drogi Mosty 2013, Vol. 12, Nr. 1, S. 17–29.
• [2] Drobek L., Borecki T., Pierzyna P.: Ochrona środowiska. Część 5. Możliwości zastosowania w podziemnych technologiach górniczych pyłów z by-passa CBPD. Część 1. Aspekty środowiskowe. Wiad. Gór. 2015, Vol. R. 66, nr 5.
• [3] Drobek L., Borecki T., Pierzyna P.: Ochrona środowiska. Część 5. Możliwości zastosowania w podziemnych technologiach górniczych pyłów z by-passa CBPD. Część 2 - aspekty technologiczne. Wiad. Gór. 2015, Vol. R. 66, nr 6.
• [4] Drobek L., Kanafek J., Pierzyna P.: Zagospodarowanie UPS w kopalniach węgla kamiennego - stan aktualny, prognoza zużycia na lata 2016 - 2020, aspekty technologiczne i środowiskowe. Popioły z energetyki : XXIII Międzynarodowa konferencja, Zakopane, 19-21 października 2016 r. S. s. 225-237.
• [5] Galos K., Uliasz-Bocheńczyk A.: Sources and utilization of fly ashes from coal combustion in Poland. Gospod. Surowcami Miner. – Miner. Resour. Manag. Vol. 21, Nr. 1, S. 23–42.
• [6] Jahn C., Madaj M., Klimas W.: Sposoby transportu górniczych spoiw mineralnych. Gór. Geol. 2010, Vol. T. 5, z. 2, S. 47–57.
• [7] Jarema-Suchorowska S., Kuczak B.: Sposoby uzdatniania popiołów i żużli zmodyfikowanych w wyniku wdrażania przedsięwzięć ekologicznych. Energetyka 2011, Nr. 6, S. 364–369.
• [8] Jendruś R., Lutyński M., Pierzyna S., Strozik G.: Flow and fill properties of fly ash-water slurries for grouting of cavings in underground longwall mining. The Int. Transp.-Sediment. Solid Part. 2011, S. 232–240.
• [9] Knaś K., Szymanek A.: Potencjał minerałów antropogenicznych. Mag. Autostrady 2018, Vol. Nr 10.
• [10] Kotowicz J., Bartela Ł.: Energetyczne wykorzystanie biomasy drzewnej - przegląd technologii. Rynek Energii 2007, Vol. 6, Nr. 73, S. 22–28.
• [11] Norma PN-G-11011:1998 Materiały do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów. Wymagania i badania.
• [12] Palarski J., Plewa, F., Strozik G.: Filling of voids in coal longwall mining with caving – technical, environmental and safety aspects. Australian Centre for Geomechanics 2014.
• [13] Pełka, P.: Badania wpływu atmosfery oraz temperatury paleniska na proces erozji i zawartość części palnych w popiołach lotnych w paleniskach fluidalnych. Rynek Energii 2016, Nr. Nr 6, S. 50–55.
• [14] Pierzyna, P.: Liquidation of shafts workings with the use of the mobile installation. Mining - prospects and threats : Coal - cheap, clean energy and workplaces, 8-10 May 2018, Rybnik, Poland [online]. S. (plik pdf) art. 012011 s. 1–8.
• [15] Pierzyna, P.: The influence of the type of fly ash on selected physical properties of their water mixtures (multiphase mixtures). IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2019, Vol. 545, S. 012004.
• [16] Pierzyna, P.: Use of after-rinse waste (slurry) in underground mining technologies. Modern mining - selected issues 2019, S. s. 84-104.
• [17] Plewa F., Popczyk M., Pierzyna P.: Wykorzystanie UPS z produktami półsuchego odsiarczania do likwidacji szybów w górnictwie węgla kamiennego. Geotechnika - Geotechnics 2010 : XIV Międzynarodowe sympozjum, Gliwice - Ustroń, 19-22 października 2010 r. Materiały naukowe. Katedra Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Zarządzania Ochroną Powierzchni. Wydział Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej w Gliwicach [i in.]. S. s. 297-305.
• [18] Plewa F., Popczyk M., Pierzyna P., Zając A.: Wykorzystanie materiałów z udziałem odpadów energetycznych do likwidacji zapadlisk wywołanych działalnością górniczą. Polit Energ. 2011, Vol. t. 14, Nr. z. 2, S. s. 325-334.
• [19] Plewa F., Strozik G., Jendruś R.: Wpływ własności reologicznych mieszanin wybranych odpadów drobnofrakcyjnych na parametry ich przepływu przez gruzowisko zawałowe w świetle wyników badań laboratoryjnych. Zesz. Nauk. Gór. Politech. Śląska. 2006, Vol. z. 274, S. 123–136.
• [20] Redzicki, R.: Wpływ dodatku wielocząsteczkowego polimeru na proces sedymentacji wieloskładnikowej mieszaniny popiołu i żużla z wodą w instalacjach hydraulicznego odpopielania bloków energetycznych. Rynek Energii 2017, Vol. Nr 4,.
• [21] Ściubidło, A.: Utylizacja popiołów lotnych w niskokosztowe sorbenty. Rynek Energii 2017, Nr. Nr 6, S. 80– 84.
• [22] Stępień M., Białecka B.: Inwentaryzacja innowacyjnych technologii odzysku odpadów energetycznych. Syst. Wspomagania w Inż. Prod. 2017, Vol. Vol. 6, iss. 8,.
• [23] Strozik, G.: Influence of pipe roughness and coating built-up on pipe walls on the flow of solidifying Nonnewtonian fly ash-water mixtures in hydraulic transport systems in coal mines. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2018, Vol. 174, S. 012015.
• [24] Strozik, G.: Ocena własności transportowych i migracyjnych mieszanin drobnofrakcyjnych do doszczelniania zrobów zawałowych w aspekcie ich własności reologicznych. Cuprum Czas. Nauk.-Tech. Gór. Rud. 2010, Vol. nr 2, S. 95–109.
• [25] Szponder D.K., Trybalski K.: Określanie właściwości popiołów lotnych przy użyciu różnych metod i urządzeń badawczych. Gór. Geoinżynieria 2009, Vol. R. 33, z. 4, S. 287–298.
• [26] Uliasz-Bocheńczyk A., Pawluk A., Pyzalski M.: Charakterystyka popiołów ze spalania biomasy w kotłach fluidalnych. Gospod. Surowcami Miner. 2016, Vol. T. 32, z. 3.
• [27] Zapotoczna-Sytek, G.: AAC based on fly ash in the strategy of sustainable development. 4th International Conference on Autoclaved Aerated Concrete. Innovation and Development, ed. MC Limbachiya, JJ Roberts. London 2005, S. 257–264.
• [28] https://www.wug.gov.pl/bhp/19-11-2021, (20.12.2021).

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).