Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania emisji akustycznej i odkształceń generowanych sorpcją i desorpcją gazów przez próbki skalne

Strzępowicz A., Ziętek J., Zych M., Hanus R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 8

54--57

PL

W artykule przedstawiono stanowisko laboratoryjne do badania emisji akustycznej i odkształceń w próbkach geologicznych generowanych procesami sorpcyjnymi. Podano przykładowe wyniki badań sorpcji i desorpcji CO2 na próbkach węgla z kopalni „Budryk”. Prezentowane wyniki stanowią etap przygotowawczy do planowanych badań na różnego rodzaju łupkach, w tym gazonośnych.

EN

This paper presents the laboratory stand for investigation of acoustic emission and expansion/contraction of geological samples subjected to gas sorption – desorption processes. Exemplary results of sorption and desorption of CO2 on samples of coal from the mine "Budryk" are given. The presented results are preliminary stage to the planned research on various types of shale, including gas-bearing.

2

Zastosowanie zjawiska emisji akustycznej do badania układu węgiel kamienny-gazy kopalniane w aspekcie sekwestracji CO2 w pokładach węgla

Majewska Z., Majewski S., Ziętek J.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

1--11

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych ilustrujące możliwości wykorzystania zjawiska emisji akustycznej (AE) jako narzędzia do zdalnego badania wzajemnych oddziaływań matrycy węglowej z molekułami gazów. Badania te mają ścisły związek z dwoma nadal aktualnymi problemami, a mianowicie: z pozyskiwaniem metanu z pokładów węgla jako alternatywnego źródła energii oraz z koniecznością ograniczenia emisji CO2 do atmosfery. Jedną z technologii, która uwzględnia obecne uwarunkowania ekonomiczne i środowiskowe jest zatłaczanie CO2 do pozabilansowych metanonośnych pokładów węgla z równoczesnym zintensyfikowaniem odzyskania metanu (CO2-ECBM). Poznanie wzajemnych oddziaływań w układzie węgiel kamienny-gazy kopalniane ma kluczowe znaczenie dla powodzenia tej technologii. Z przeprowadzonych, przez autorów, równoczesnych badań sejsmoakustycznych, sorpcyjnych i dylatometrycznych na kawałkowych próbkach węgla kamiennego o znanej budowie petrograficznej, uzyskano wiele cennych informacji. Eksperymenty prowadzono zarówno w reżimie pojedynczego cyklu sorpcja-desorpcja, jak również w kilku następujących po sobie cyklach, na próbkach swobodnych i skrępowanych. Do opisu AE indukowanej w węglu procesami sorpcji/desorpcji gazów (CO2, CH4 i ich mieszaniny binarne) wykorzystano tradycyjne parametry – aktywność akustyczną i intensywność wyzwolonej energii. Najważniejsze uzyskane rezultaty: – charakterystyki sejsmoakustyczne i kinetyki odkształceń wykazują istotne różnice w zależności od typu węgla i rodzaju użytego sorbatu, – zarejestrowana AE i odkształcenia objętościowe podczas kolejnych cyklów sorpcja/desorpcja gazów wskazują na przebudowę struktury badanego węgla podczas pierwszego cyklu, czyli na skutek pierwszego kontaktu węgla z sorbatem, – podczas procesu sorpcji CO2 na próbkach poddanych stałemu jednoosiowemu naprężeniu zaobserwowano indukowanie w próbce naprężenia sorpcyjnego (tzw. self-stressing), oraz redukcję AE i odkształceń objętościowych odpowiednio o 80% i 60%, – badania współzależności zjawisk AE i odkształceń objętościowych węgla w funkcji ilości sorbowanego gazu wskazują na nieliniowość tej zależności, a ponadto na jej odmienny charakter, zależny od typu węgla i rodzaju użytego sorbatu (CO2, CH4, CO2/CH4). Uzyskane nowe informacje o charakterze zmian odkształceń objętościowych węgla, a także zaobserwowane zjawisko indukowania naprężenia sorpcyjnego w węglu jako skutek sorpcji CO2, przebiegającej na węglu poddanym zewnętrznym naprężeniom, mogą mieć istotne znaczenie dla CO2 - ECBM, zarówno na etapie projektowania jak, i predykcji skutków iniekcji CO2, z punktu widzenia długotrwałego składowania tego gazu.

EN

This paper presents the results of unique simultaneous measurements of sorption kinetics, volumetric strain and acoustic emission (AE) on solid coal samples subjected to sorption of carbon dioxide, methane and their mixture. The following conclusions can be drawn from this study: 1. sorption of CO2 and CH4 affected the two coals differently and there could be a connection between changes in the coal structure due to sorption of the gases and the character of the induced acoustic emission and strain, 2. a non-linear relationship between the volumetric strain and the amount of sorbed gas was found, 3. the AE and strain characteristics obtained indicated that some of the causes of sorption induced AE and strain are the same, 4. a set of data on strains, stress and AE indicated that the application of axial stress results in the development of internal stress within the coal and also in the reduction of both swelling and AE by about 60 % and 80 %, respectively. The AE results obtained confirmed the usefulness of the AE technique for non-invasive characterization of coal-gas systems. In addition, the AE technique should be promising for control monitoring of gas movements within the coalbed and/or surrounding strata and, ultimately, towards the surface. This is of importance in regard to environmental safety and health aspects of CO2 - ECBM/Sequestration.

3

Zmiany właściwości podłoża w aspekcie zagrożenia budowli klasztornych w rejonie ul. Poselskiej w Krakowie

Wardas-Lasoń M., Łyskowski M., Mościcki J., Sokołowski T., Bojęść-Białasik A, Niemiec D., Kucia A., Garbacz-Klempka A., Mazurek E., Ćwiklik M., Marszałek M., Kasprzak A., Ziętek J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/I

361--385

PL

Zapadanie skrzydła południowo-zachodniego kapelanii przy kościele św. Józefa S.S. Bernardynek postępuje od 2010 roku, powodując pękanie murów okalających ogród, a zwłaszcza pomieszczeń piwnicznych pod zabudowaniami przykościelnymi. Celem badań jest określenie właściwości i stratygrafii gruntów w podłożu zagrożonego obiektu, jak i w najbliższym jego sąsiedztwie. Archeologiczne źródła i ich międzydziedzinowa interpretacja w kontekście wykonanych profili geologicznych, w oparciu o odwierty i wąskoprzestrzenne odkrywki, wykazały złożony układ nawarstwień historycznych i ich potencjalne oddziaływanie na budowle. Oprócz odwiertów i badań gruntoznawczych przeprowadzono georadarowe i elektrooporowe rozpoznanie ośrodka pod poziomem piwnic oraz badania geochemiczne próbek gruntu. Wyznaczony poziom calca jednoznacznie wskazuje na położenie zagrożonych obiektów w strefie 30 stopniowego skłonu pierwotnej morfologii terenu, w którego dnie znajdują się podatne na upłynnienie namuły. W stratygrafii wyróżniono także obecność znacznej miąższości, nierównomiernie zalegającej warstwy organicznej o dużej ściśliwości i małej nośności, stanowiącej materię wybitnie niebudowlaną. Na mechanikę budowli mają wpływ zróżnicowane pod względem stateczności utwory, ale także obecność sztywnych, historycznych obiektów fundamentowych. Istnienie tego typu czynników uzewnętrzniło się w postaci pęknięć murów w rejonie budowli klasztoru, a także zaburzenia poziomu podłóg szczególnie widoczne w piwnicach kapelanii. Obserwowane rozluźnienie struktury podłoża, o zasięgu większym niż teren klasztoru SS. Bernardynek, związane jest prawdopodobnie z szeregiem odwodnień głębokich wykopów wykonywanych w związku z wieloma realizowanymi inwestycjami w gęsto zabudowanej, zabytkowej części Starego Krakowa. Rozwój nowoczesnego miasta w sieci nawarstwień historycznych wymaga stałego monitorowania warunków wodnogruntowych podłoża. Zarówno nadmierny drenaż, jaki i zbytnia retencja wód zaburza stateczność zabytkowych budowli i grozi katastrofą budowlaną.

EN

The collapsing of the south-east wing of Kapelania at the Św. Józef Church of the Bernardine Convent started in 2010, causing fracturing of the walls around the garden, and especially the cellar rooms under the buildings near the Church. The aim of research is to determine the properties and stratigraphy of the earth in the subsoil of the endangered object, as well as of its immediate neighbourhood. Archaeological sources and their interdisciplinary interpretation in the context of the geological profiles conducted, based on the auger holes and narrow open pits, attest to a complex set of historical layers and their potential effect on the buildings. Apart from auger holes and ground-researching investigations, there were GPR and electrical resistance tests of the matter below the cellars level as well as geochemical tests of the earth samples. The established level of undisturbed subsoil clearly shows that the endangered buildings are situated within the 30% slope of the original terrain, in which bottom level there are muds which easily change texture into fluid. In the stratigraphy, there was also established an organic layer of substantial thickness, which is completely unsuitable for construction. The mechanics of the building is affected by deposits of varied stability and also by the presence of rigid objects connected with historical foundations. The existence of these factors manifested itself in the form of wall fractures in the area of convent, especially visible in kapelania, causing also disturbance of the floor level in the kapelania cellars. The observed loosening of the subsoil structure, possibly with a range greater than the area of the Bernardine Convent, is connected with a series of drainage works of deep excavations, in connection with a number of realized investments in the densely populated, historic part of Old Krakow. The development of the modern town within the net of historical layers demands constant monitoring of water and earth conditions of the subsoil. Both excessive drainage and water retention damage the stability of historical buildings and bring the threat of construction disaster.

4

Wpływ ukierunkowania anten GPR na jakość rozpoznania stref rozluźnień w ośrodku gruntowym

Tomecka-Suchoń S., Ziętek J., Giang N. V.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 7

110--117

PL

Pojawiające się pod powierzchnią terenu strefy rozluźnień i pustek mogą nie wykazywać żadnych zewnętrznych, na powierzchni Ziemi, objawów swego istnienia. Z tego powodu możemy nie dostrzec istniejącego zagrożenia i w związku z tym nie podejmujemy żadnych działań. W celu ograniczenia tego zagrożenia można przeprowadzić wiele różnego rodzaju badań. Na szczególną uwagę zasługuje metoda GPR. Jest ona predestynowana do detekcji przypowierzchniowych stref rozluźnień i pustek. Metoda georadarowa (GPR – Ground Penetrating Radar) jest bezinwazyjną techniką poszukiwawczą wykorzystującą fale elektromagnetyczne (em) w zakresie częstotliwości od około 10 MHz do 2,5 GHz do badania budowy geologicznej i monitoringu procesów zachodzących w gruncie oraz do lokalizacji obiektów naturalnych i antropogenicznych. Autorzy przeprowadzili analizę możliwości wykorzystania metody georadarowej przy badaniu stref rozluźnień w gruncie, w szczególności zbadano wpływ ukierunkowania przebiegu profili pomiarowych na amplitudę sygnału w warunkach zagrożenia zapadliskowego. W pracy pokazano, że ukierunkowanie anten GPR ma wpływ na wielkość amplitudy sygnału georadarowego oraz identyfikację zjawisk geodynamicznych, a to pozostaje w ścisłym związku z poprawnością i dokładnością metody GPR.

EN

The Ground Penetration Radar (GPR) method is a noninvasive exploratory method employing electromagnetic waves (EM) of frequency range about 10 MHz to 2.5 GHz to investigate the geological structure and to monitor the processes taking place in the ground and to localize natural and anthropogenic objects. The authors have performed an analysis of possibilities to use the GPR method for investigations of looseness zones in the soil; particularly the effect of orientation of the measuring profile on the signal amplitude under conditions of sinkhole thread were investigated. In the work it has been shown that the orientation of GPR antennas has influence on the value of the georadar signal amplitude and identification of geodynamic phenomena, what remains in close connection with the correctness and accuracy of the GPR method.

5

Methane sorption on bituminous coal - experiments on cuboid-shaped samples cut from primal coal lumps

Czerw K., Ziętek J., Wagner M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 2

85-96

EN

The paper reports the results of laboratory experiments concerning the accumulation of methane on two coals of different ranks, low- and medium-, (respectively coal type 32.2 and 34.2 by PN-82/G-97002). The tests were conducted on cuboid-shaped solid coal samples (20 x 20 x 40 mm) cut out of pieces of primal coals with a long axis parallel to the bedding plane and by applying the volumetric method. The changes of external dimensions which occurred during CH4 accumulation (sorption induced strains) and the volume of up-taken gas were measured simultaneously. For every coal-gas system, two kinetics of gas accumulation were determined by applying the pressure progression method, as well as adequate kinetics of CH4 induced strains parallel and perpendicular to the bedding plane. Volumetric strain kinetics were calculated. The additional recovery of methane beside normal exploitation of coal seams pose as one of the possibilities of efficient management and use of both of those energy resources. On the other hand high concentration of methane in coal suggests the possibility of emerging of gas and coal outburst. Therefore the designation of correlations between sorption and induced swelling/shrinkage processes on coal and the understanding of the mechanisms that are the basis of these dependences are some of the most important aspects of ECBM recovery and mining operational safety. The presented study has demonstrated that in case of hard coals, the rank and the petrographic composition are two of the key factors that influence the course of sorption processes and the methane induced swelling/shrinkage of coals. The above conclusion was based on the strong differences in courses of acquired strain and gas capacity kinetic curves.

PL

Przeprowadzono badania sorpcji metanu na dwóch węglach, nisko- i średniouwęglonym (odpowiednio typ 32.2 i typ 34.2 wg PN-82/G-97002). Eksperymenty zrealizowano metodą objętościową na prostopadłościennych litych próbkach o wymiarach 20 x 20 x 40 mm wyciętych z bryły macierzystej. Równocześnie śledzono towarzyszące procesom sorpcyjnym zmiany zewnętrznych wymiarów próbek węgla. Dla każdego układu wyznaczono dwie kinetyki sorpcji, przy zastosowaniu metody progresji ciśnienia, oraz kinetyki odkształceń w kierunkach prostopadłym i równoległym do uławicenia węgla. Obliczono także kinetyki odkształceń objętościowych próbek. Pozyskiwanie obok samego węgla również metanu z pokładów węglonośnych stanowi jedną z możliwości efektywnego wykorzystania i zagospodarowania obu tych surowców energetycznych. Jednocześnie, wysoka metanonośność złoża oznacza tym samym prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia wyrzutem gazów i skał. Stąd określenie zależności pomiędzy sorpcją/desorpcją gazów a pęcznienie/kurczeniem się węgla w pokładzie na skutek przebiegu zjawisk sorpcyjnych oraz zrozumienie mechanizmów tych procesów stanowi nieodzowny element zarówno w kwestiach związanych z ECBM, jak i w zakresie bezpieczeństwa eksploatacji kopalń węgla. W pracy wykazano, że w przypadku węgli kamiennych stopień metamorfizmu oraz skład petrograficzny węgla należą do kluczowych czynników determinujących przebieg procesów sorpcyjnych i towarzyszących im odkształceń sorbentu. Podstawę rozważań stanowiły odmienne kinetyki sorpcji i skrajnie różne kinetyki odkształceń wyznaczone dla badanych układów.

6

Badania płytkich zbiorników wodnych za pomocą metody GPR

Karczewski J., Ziętek J.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2009

|

T. 35, z. 2/1

437-443

EN

In the paper, the applicability of the GPR method for shallow depths investigations is presented. Factors which have essential influence on GPR measurements quality are shown. Measurement techniques used in such investigations are discussed with special regard to GPS application. Results obtained for different reservoirs are shown. To compare, results from sub-bottom profiler are included.

7

Badania układu węgiel-gaz na prostopadłościennych i ziarnowych próbkach węgla kamiennego

Ceglarska-Stefańska G., Czerw K., Ziętek J.

Karbo

|

2008

|

Nr 2

77-81

PL

Tradycyjne pomiary sorpcyjne na ziarnowych próbkach węgla kamiennego nie odzwierciedlają przebiegu procesów sorpcyjnych w warunkach złożowych, gdyż proces przygotowania frakcji ziarnowych w znaczącym stopniu zmienia naturalną strukturę porowatą węgla. Celem niniejszego opracowania jest prześledzenie wpływu wielkości próbek węgla na ich pojemność sorpcyjną względem CO2 i CH4 oraz analiza zmian wymiarów prostopadłościennych próbek węgla towarzyszących ich odgazowaniu oraz samym procesom sorpcyjnym. Próbki prostopadłościenne posiadają większą pojemność magazynową względem CH4 i CO2 niż próbki ziarnowe pochodzące z tej samej macierzystej próbki węgla. Z przebiegu kinetyki desorpcji mieszaniny gazów CH4 i CO2 na prostopadłościennej próbce wynika, że część gazu została uwięziona w porowatej strukturze węgla. Eksperymenty prowadzone na prostopadłościennych próbkach węgla umożliwiają lepsze odwzorowanie warunków złożowych w skali laboratoryjnej poprzez zachowanie naturalnej struktury porowatej i składu macerałowego węgla oraz możliwość równoczesnego prowadzenia pomiarów sorpcyjnych i dylatometrycznych.

EN

The data obtained from traditional sorption studies on coal powders and grain size fractions are not representative with respect to coalbed conditions because preparing samples of defined fractional grain size seriously modifies the natural porous structure of the coal samples. Therefore the aim of this study was to observe the influence of the size of the coal samples on CH4and CO2 sorption capacities as the basic components of mine gases and to analyse the dimensional changes of the parallelepiped coal samples which occurred during sorption/desorption of gases. The parallelepiped samples has higher CO2 and CH4 storage capacities than the grain size fractions obtained from one maternal sample, due to the presence of free gas in large size pores. CO2 and CH4 mixture desorption kinetic on parallelepiped coal sample shows that a portion of gas stays bound in the coal porous structure. Experiments conducted on parallelepiped samples enable a better correspondence with in situ conditions by preserving the natural porous structure and maceral composition of coal and make it possible to monitor simultaneously both sorption/desorption and dilatation processes.

8

The prognostic value of electrohysterography in prediction of premature labour

Sikora J., Matonia A., Horoba K., Ziętek J., Jeżewski J.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2008

|

Vol. 12

71--76

EN

Premature birth is the leading cause of a neonatal death, so, it is extremely important to distinguish the pregnancy at risk of preterm threatening labour. The electrohysterography seems very promising as a method which enables noninvasive recording of readable bioelectrical signal of uterine muscle. The developed instrumentation enabled simultaneous recording of bioelectrical signals by means of electrodes attached to abdominal wall and mechanical activity of uterine muscle using fetal monitor. Material comprised 27 patients in physiological pregnancy (27 ÷ 40 week), and 21 patients (23 ÷ 36 week) with the symptoms of threatening premature labour. The obtained results showed that quantitative parameters of detected uterine contractions: amplitude and contraction area, obtained both for mechanical and electrical activity, were statistically significant (p < 0.05) to distinguish the patients at risk of premature labour. However, their reliability is low because they strongly depend on individual patient features. We consider the parameters characteristic for electrohysterogram exclusively e.g. contraction power and its median frequency as more useful (p < 0.05). Noninvasive electrohysterography ensures higher sensitivity and specificity for recognition of uterine contraction activity in comparison to classical mechanical method.

9

Acoustic emission and volumetric strain induced in coal by the displacement sorption of methane and carbone dioxide

Majewska Z., Ziętek J.

Acta Geophysica

|

2008

|

Vol. 56, no. 2

372-390

EN

The aim of this study was to assess whether acoustic emission (AE) could carry information on preferential sorption/desorption of CH4 or CO2 in coal. AE and expansion/contraction of two nearly identical cylindrical coal samples were continuously monitored during displacement sorption experiments. One sample was subjected to presorption of CH4, followed by sorption of CH4/CO2 mixture. With the other one, presorption of CO2 preceded sorption of the mixture. The results obtained are the following: first, AE and stain kinetics show that the affinity of the coal tested is higher for CO2 than for CH4; second, methane is preferentially desorbed after presorption of CH4 - sorption of mixture of CH4 and CO2; third, during displacement sorption, kinetics of AE and sample swell-ing/shrinkage bring out the importance of presorption and the sorbate used. It matters whether the coal is first exposed to CH4 or to CO2. The present study has demonstrated that injection of CO2 into the coal previously exposed to CH4 causes considerable swelling of the coal. On desorption after CH4/CO2 exchange sorption, initial shrinkage is followed by swelling of the coal. These results could have implications for the sequestration of CO2 in coal seams and CH4 recovery from coalbeds (ECBM). Swelling/shrinkage of the coal matrix should be included in models used to predict coal permeability and gas flow rates. They also show that the AE technique can give more insights into coal matrix-gas interactions.

10

Rozdzielczość rozpoznania nieciagłości w ośrodku silnie niejednorodnym za pomocą metod georadarowej i sejsmicznej

Pilecki Z., Ziętek J., Pilecka E., Karczewski J., Kłosiński J.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2007

|

nr 6

60-62

PL

Omówiono efektywność rozpoznania granic nieciągłości w ośrodku fliszu karpackiego za pomocą profilowania georadarowego i sejsmicznego. Badania georadarowe wykonano antenami o różnych częstotliwościach w celu porównania ich rozdzielczości w warunkach pomiarowych. Badania sejsmiczne polegały na ocenie rozdzielczości rozpoznania falami typu P i S - technikami profilowania refrakcyjnego oraz MASW 1D. Uzyskane wyniki pozwoliły na opracowanie możliwie najkorzystniejszej metodyki pomiarowej w dostosowaniu do warunków geologiczno-inżynierskich.

EN

The effectiveness of discontinuities recognition with the help of GPR and seismic methods in Carpathian flysch has been described. GPR surveys carried out by antennas of different frequency in the aim of comparison of their resolution in measurements conditions Seismic surveys were directed on resolution comparing of P-wave and S-wave using refraction profiling and 1D MASW technique. Obtained results 1D let to choose the optimal methodology having account geological engineering conditions in the investigation site.

11

Wpływ sorpcji CO2 na zmianę struktury węgla kamiennego w aspekcie badań sejsmoakustycznych i dylatometrycznych

Majewska Z., Majewski S., Ziętek J.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2007

|

R. 46, nr 2

159-164

PL

W pracy przedstawiono wyniki równoczesnych pomiarów emisji akustycznej (AE) i odkształceń węgla kamiennego poddanego cyklicznym procesom sorpcji gazu (CO2, CH4). Badania prowadzono na cylindrycznych próbkach węgla antracytowego (średnica 22mm, wysokość 44mm). Przeprowadzono dwa eksperymenty - w pierwszym, węgiel poddany był trzem kolejnym cyklom sorpcji CH4 , natomiast w drugim teście użyto CO2 jako sorbatu w środkowym cyklu, podczas gdy w cyklach 1 i 3 zastosowano CH4 . Przebieg zmian AE oraz odkształceń objętościowych w obu eksperymentach mogą wskazywać, że każdy z cykli sorpcji gazu odbywał się na tym samym węglu, ale o nieco innej strukturze. Prawdopodobnie, wzajemne oddziaływania cząsteczek sorbatu z matrycą węglową w następujących po sobie cyklach, a także proces odgazowywania węgla przed następnym cyklem sorpcji, spowodowały istotne zmiany w strukturze węgla manifestujące się z kolei zmianami w charakterze i wielkości generowanej AE i odkształceń. Przebudowa struktury węgla zachodzi pod wpływem sorpcji obu użytych sorbatów, ale dla CH4 manifestuje się znacznie słabiej, niż ma to miejsce w przypadku sorpcji CO2.

EN

Paper presents results of simultaneous measurements of acoustic emission (AE) and volumetric strain performed on high-rank coal subjected to cyclic sorption of gas (CO2 /CH4). The coal was exposed to sorbate, degassed, and then exposed to sorbate a second time, degassed, and subjected to gas sorption for a third time. Two experiments were conducted. The first comprised three subsequent cycles of CH4 while the other one also included three cycles of gas sorption but during the middle cycle the coal sample was exposed to the sorption of CO2 instead of CH4. Comparison of AE and volumetric strain changes observed during the two experiments showed that the coal underwent a physical structure rearrangement.

12

Rozwój odkształceń węgla kamiennego w procesach sorpcyjno-desorpcyjnych

Ceglarska-Stefańska G., Majewska Z., Majewski S., Ziętek J., Czerw K.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 3s

41-50

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych i dylatometrycznych wykonanych na blokowych próbkach węgla kamiennego (20 x 20 x 40 mm). Powszechnie znane jest zjawisko pęcznienia/kontrakcji węgli towarzyszące procesom sorpcyjnym gazów (CO2, CH4). Te zmiany objętościowe np. w trakcie sekwestracji CO2 w utworach węglonośnych mogą wpływać na zmiany ich przepuszczalności. Koncepcja pracy opiera się na założeniu, że badania prowadzone na kawałkowych próbkach, w porównaniu z badaniami na próbkach ziarnowych, mogą dostarczyć informacji istotnych dla pełniejszego poznania zachowania się CO2 w procesie jego sekwestracji. Uzyskane wyniki wskazują, że na oddziaływania węgiel-gaz ma wpływ naturalna porowatość węgla wynikająca z jego składu maceralnego. W przypadku kawałkowych prób gaz wolny zgromadzony w pęknięciach i szczelinach węgla odpowiedzialny jest za skurcz próbki, który utrudnia dyfuzję do i z porów sorpcyjnych.

EN

The paper reports results of experiments concerning the sorption/desorption processes accompanied by dilatation measurements conducted on block samples of coal (20 x 20 x 40 mm). Swelling/shrinkage of coal which occurs during sorption of gases (CO2, CH4) is a well-known phenomenon. Those changes of the external dimensions, for example during CO2 sequestration in geological strata containing coal, may lead to changes in its permeability. The concept of this study was based on the assumption that experiments conducted on lump samples, in comparison with those performed on grain size fractions, may reveal significant informations to provide a better understanding of CO2 behavior during sequestration process. Results of the experiments show that natural porosity of coal, which results from its maceral composition, has an influence on interactions between coal and gases. In case of lump samples free gas stored in coal cleats and cracks is responsible for a sample contraction and at the same time makes the diffusion into and out of pores more difficult.

13

Acoustic emission and sorptive deformation induced in coals of various rank by the sorption-desorption of gas

Majewska Z., Ziętek J.

Acta Geophysica

|

2007

|

Vol. 55, no. 3

324-343

EN

Simultaneous measurements of acoustic emission (AE) and expansion/ contraction of coal samples subjected to gas sorption-desorption processes were conducted on high- and medium-rank coal. The aim of this study was to examine the influence of the coal rank and type of sorbate on measured AE and strain characteristics. The experimental equipment employed in this study consisted of a pressure vessel and associated pressurisation and monitoring units. The arrangement of pressure-vacuum valves permitted the coal sample to be pressurised and depressurised. Carbon-dioxide and methane were used as sorbats. Acoustic emission and strains were recorded continuously for a period of 50 hours during sorption and for at least 12 hours during the desorption process. Tests were conducted on cylindrical coal samples at 298 K. The experimental data were presented as plots of AE basic parameters versus time and in strain diagrams. These studies lead to the following conclusions: 1. There are significant differences in AE and strain characteristics for the two sys-tems (coal-CO2 and coal-CH4); 2. There is a direct influence of rank and type of coal on its behaviour during the sorption-desorption of gas. An attempt has been made to interpret the results obtained on the grounds of the copolymer model of coal structure. More research is needed into this topic in order to get a quantitative description of the observed facts.

14

Wykorzystanie metody georadarowej w ocenie skutków działalności górniczej na przykładzie Inowrocławia

Szczerbowski Z., Ziętek J., Ortyl Ł.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 6

50-52

PL

Przedstawiono wyniki badań georadarowych w rejonie Inowrocławia. Ich celem była ocena degradacji ośrodka skalnego na skutek naturalnych procesów krasowych oraz górniczych wpływów prowadzonej wcześniej eksploatacji soli. Łącznie wykonano kilkadziesiąt profili georadarowych w różnych rejonach miasta. Zaprezentowany w pracy profil wykonany był w rejonie starej eksploatacji soli. Łącznie wykonano kilkadziesiąt profili georadarowych w różnych rejonach miasta. Zaprezentowany w pracy profil wykonany był w rejonie starej eksploatacji prowadzonej na przełomie XIX i XX w. Ponadto, obszar ten został naruszony licznymi zapadliskami, z których większość powstała w związku z prowadzonymi pracami górniczymi. Powstałe na terenie Inowrocławia zapadliska (niektóre jeszcze przed rozpoczęciem eksploatacji górniczej), niestety nie są właściwie udokumentowane (lub wcale nie są). Powstałe ostatnio (w 2003 r.) zapadlisko w bezpośrednim sąsiedztwie zabudowań mieszkalnych, daje pogląd zarówno o aktualności jak i znaczeniu tego problemu w Inowrocławiu. Wykorzystanie w ewentualnym rozpoznaniu pustek miało w przypadku realizowanych prac na terenie Inowrocławia charakter eksperymentalny i stanowiło uzupełnienie pomiarów grawimetrycznych.

EN

The results of GPR investigation on the area of Inowrocław are presented. The authors of paper discuss global conclusions of the surveys and one partcular example. It relates to post-mining area effected by sinkholes resulted from not proper mining works dating from the beginning of XX century. The detected anomaly area was the old skinhole, caused by collapse of old mine excavation at the beginning of XX century. The quality of the GPR signal of the anomalny indicates that the old cave was not eliminate properly or the karst process is still active.

15

Study of geological sedimentary structures of Mekong river banks by ground penetrating radar: forecasting avulsion-prone zones

Nguyen V.G., Ziętek J., Nguyen B.D., Karczewski J., Gołębiowski T.

Acta Geophysica Polonica

|

2005

|

Vol. 53, nr 2

167-181

EN

Ground Penetrating Radar (GPR) is a high-resolution near-surface geophysical technique which employs radio waves to map structures and features buried in the ground (or in man-made structures). The results of GPR survey can also be processed and interpreted to obtain physical parameters of rock formation such as dielectric permittivity, electrical conductivity, velocity of electromagnetic waves, attenuation, and other. The georadar method provides continuous graphic format for recorded data which permits rapid semi-quantitative in-field analysis. The paper presents results of a successful application of a Canadian instrument Pulse EKKO 100A for the near-surface geological sedimentary structure investigation in Vietnam. The interfaces, fractures, weakness zones etc. in the geological formation on the Mekong river banks were located and interpreted by georadar cross-sections. The paper presents also results of modelling of electromagnetic field distribution by means of Finite Difference Time Domain method for the Khach San profile at the Mekong river banks.

16

Zmiany emisji akustycznej węgla kamiennego w trakcie konkurencyjnej sorpcji metanu i ditlenku węgla

Ziętek J.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2001

|

T. 27, z. 2--4

615-624

PL

Artykuł prezentuje wyniki równoczesnych pomiarów emisji akustycznej (AE) i odkształceń objętościowych indukowanych konkurencyjną (selektywną) sorpcją metanu i ditlenku węgla. Badania przeprowadzono na dwóch typach węgla różniących się znacznie stopniem metamorfizmu. Przedstawiono charakterystyki sejsmoakustyczne i deformacyjne w trakcie sorpcji i desorpcji mieszaniny gazów. Zmiany charakterystyk AE i odkształceń objętościowych odzwierciedlają oddziaływania pomiędzy molekułami gazu a matrycą węglową na różnych etapach sorpcji/desorpcji. Otrzymane rezultaty wskazują, że emisja sejsmoakustyczna może być wygodnym narzędziem do monitowania zmian w układzie węgiel-gaz.

EN

Paper presents results of simultaneous measurements of acoustic emission (AE) and expansion/contraction (Ev) of hard coal subjected to selective sorption - desorption of methane and carbon dioxide. Relationship between AE and deformation of coal was found. There are significant differences between AE and ev development during sorption and desorption of gas for two types of coal studied. Changes of AE reflect various interaction between gas molecules and coal matrix. Results obtained indicate that AE techniques are useful tool to investigate the coal - gas system.

17

Acoustic emission generated in systems: coal - carbon dioxide. And coal - methane

Majewska Z., Ziętek J.

Archives of Mining Sciences

|

1999

|

Vol. 44, nr 2

245-254

EN

Simultaneous measurements of acoustic emission (AE) and volumetric strain of coal samples subjected to gas sorption - desorption were made. Carbon dioxide and methane were used as sorbats. The sorption tests were carried out on high - rank coal obtained from Lower Silesia Basin. Testing facilities used in this study comprised of a pressure vessel and associated pressurization and monitoring systems. Before testing each coal sample was vacuum degassed. Particulare care was taken to mantain constant conditions during all experiments. Qualitatively different acoustic emission and deformation characteristics were obtained for coal - CO2 and coal - CH4 systems. An attempt has been made to clarify the differences observed in terms of the model of coal structure. This study demonstrates how the interactions between coal matrix and gas molecules can be inferred from remotely measured AE data.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad emisją akustyczną oraz odkształceniami objętościowymi generowanymi w układach: węgiel kamienny - dwutlenek węgla oraz węgiel kamienny - metan. Obserwacje emisji akustycznej węgla indukowanej sorpcją metanu stanowią pierwsze tego typu badania w Polsce, a przypuszczalnie i na świecie. Testy przeprowadzono na walcowych próbkach węgla antracytowego (4> = 22 mm, h = 44 mm) wyciętych z kęsów węglowych pobranych z pokładu 672, poziom -180, ściana 131 obszaru górniczego "Glinik", Z.G. "Chrobry II" (DZW). Układ pomiarowy, którego zasadniczymi elementami były: komora wysokociśnieniowa, system zaworów próżniowo-ciśnieniowych oraz cyfrowy miernik odkształceń, zapewniał ciągłą rejestrację emisji akustycznej i odkształceń próbek węgla poddanych wysokociśnieniowej sorpcji gazu. Wszystkie testy prowadzono w tych samych warunkach: temperatura 298 K, ciśnienie gazu 4 MPa oraz ta sama prędkość wpuszczania i wypuszczania gazu z komory ciśnieniowej. Każda próbka poddana została wstępnemu odgazowaniu w wysokiej próżni. Emisję akustyczną i odkształcenia próbek węgla podczas sorpcji gazu monitorowano przez 50 godzin, a w trakcie desorpcji przez 12 godzin. Wyniki przedstawiono w postaci czasowych rozkładów następujących parametrów: aktywności akustycznej, aktywności skumulowanej, średniej energii E/N oraz odkształceń objętościowych. Analiza danych pomiarowych wykazała zasadnicze różnice w charakterystykach sejsmo-akustycznych i deformacyjnych węgla poddanego sorpcji CO2 oraz sorpcji CH4. Podjęta została próba wyjaśnienia zaobserwowanych różnic na podstawie strukturalnego modelu węgla. Uzyskane wyniki wskazują, że zmiany emisji akustycznej węgla monitorowane podczas procesu sorpcji gazu odzwierciedlają różnice w oddziaływaniach substancji węglowej z molekułami sorbatu.