Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przewidywanie zmienności ciśnienia metanu wraz z głębokością zalegania pokładów węgla

Dutka B., Godyń K.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 8

1344--1348

PL

Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych i modelowych dla średnio zmetamorfizowanych węgli pochodzących z pokładów południowo-zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wskazano na zmienność takich parametrów, jak porowatość, stopień uwęglenia, zawartość głównych grup macerałów oraz pojemność sorpcyjna z głębokością zalegania pokładu. Przedstawione wyniki badań wskazują, że wraz z głębokością i wyższym stopniem uwęglenia następuje obniżenie zdolności sorpcyjnych oraz wzrost ciśnienia metanu w pokładach. Informacja o kształtowaniu się tych parametrów w złożach węgla może okazać się niezwykle cenna z punktu widzenia planowania technologii ECBM.

EN

Five medium metamorphosed coals from the south-western part of the Upper Silesian Coal Basin were subjected to sorption and petrographic studies to det. the variability of porosity, degree of coalification, content of main maceral groups and sorption capacity with increasing seam depth. Obtained decrease of the sorption capacity of coal and increase of the MeH pressure in deeper coal seams had an impact on the enhanced coal-bed MeH recovery planning.

2

The impact of the degree of coalification on the sorption capacity of coals from the Zofiówka Monocline

Godyń K., Dutka B.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

727--746

EN

The evaluation of threats connected with the presence of methane in coal seams is based on our knowledge of the total content of this gas in coal. The most important parameter determining the potential of coal seams to accumulate methane is the sorption capacity of coal a. It is heavily influenced by the degree of coalification of the coal substance, determined by the vitrinite reflectance R0 or the content of volatile matter Vdaf. The relationship between the degree of coalification and the sorption capacity in the area of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) has not been thoroughly investigated, which is due to the zonation of methane accumulation in this area and the considerable changeability of methane content in various localities of the Basin. Understanding this relationship call for in-depth investigation, especially since it depends on the analyzed reflectance range. The present work attempts to explain the reasons for which the sorption capacity changes along with the degree of coalification in the area of Jastrzębie (the Zofiówka Monocline). The relationship between parameters R0 and Vdaf was investigated. The authors also analyzed changes of the maceral composition, real density and the micropore volume. Furthermore, coalification-dependent changes in the sorption capacity of the investigated coal seams were identified. The conducted analyses have indicated a significant role of petrographic factors in relation to the accumulation properties of the seams located in the investigated area of USCB.

PL

Ocena zagrożeń związanych z obecnością metanu w pokładach węgla opiera się na wiedzy o całkowitej zawartości tego gazu w węglu. Pojemność sorpcyjna węgla a jest najistotniejszym parametrem określającym potencjał akumulacyjny pokładów. Istotny wpływ na pojemność sorpcyjną ma stopień uwęglenia substancji węglowej określany przez współczynnik refleksyjności witrynitu R0 lub zawartość części lotnych V daf. Relacja pomiędzy stopniem uwęglenia i pojemnością sorpcyjną na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego nie jest gruntownie rozpoznana, ze względu na strefowość nagromadzeń metanu na tym obszarze oraz znaczną zmienność jego zawartości w różnych rejonach Zagłębia. Relacja pomiędzy rozpatrywanymi parametrami zmienia się w zależności od analizowanego zakresu refleksyjności. Celem niniejszej pracy jest próba wyjaśnienia przyczyn zmienności pojemności sorpcyjnej z uwęgleniem na przykładzie węgli z rejonu Jastrzębia (Monoklina Zofiówki). Prześledzono relację parametru R0 w stosunku do V daf. Przeanalizowano zmiany takich parametrów węgla jak skład macerałowy, gęstość rzeczywista oraz objętość mikroporów ze wzrostem stopnia uwęglenia pokładów. Określono zmiany zdolności sorpcyjnej badanych pokładów z uwęgleniem. W rezultacie przeprowadzonych analiz wskazano na znaczącą rolę czynników petrograficznych w odniesieniu do właściwości akumulacyjnych pokładów badanego rejonu GZW.

3

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

Godyń K., Králová L.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 1

25--33

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.

4

Wpływ zawartości grup macerałów na wybrane parametry sorpcyjne w średnio uwęglonych próbkach węgla z południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Godyń K., Dutka B.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

37--45

PL

Analizom poddano siedem próbek węgla cechujących się niemal identycznym stopniem uwęglenia (węgle średnio uwęglone o R0 = ~1.1%). Próbki pochodziły z pokładów zlokalizowanych w rejonie Zofiówki. Przeprowadzono mikroskopowe analizy petrografi czne, z uwzględnieniem punktowej analizy ilościowej oraz badania sorpcyjne metodą grawimetryczną przy użyciu analizatora sorpcji IGA-001. Określono pojemność sorpcyjną węgla pod ciśnieniem metanu 1 bar w czterech temperaturach: 25°C, 35°C, 45°C oraz 55°C. Na podstawie wykonanych analiz przedstawiono wpływ składu macerałowego na pojemność sorpcyjną węgla. Widoczna jest wyraźna korelacja pomiędzy tymi parametrami. Wykazano, że w analizowanych próbkach wzrost zawartości witrynitu wpływa na redukcję pojemności sorpcyjnej węgla, natomiast zwiększenie zawartości inertynitu powoduje wzrost tego parametru. Zauważono również, że otrzymane zależności są silniejsze, gdy pomiar sorpcji przeprowadzony jest w wyższej temperaturze.

EN

Seven carbon samples with an identical degree of carbonization (medium rank coals with R0 = ~1.1%) were analysed. The samples came from coal seams located in Zofiówka. Petrographic analyses were performed, including a quantitative point analysis, and gravimetric sorption studies, using the IGA-001 sorption analyser. The sorption capacity at 1 bar methane pressure was determined at four temperatures: 25°C, 35°C, 45°C and 55°C. Based on the analyses, the effect of maceral composition on the methane sorption capacity of coal was investigated. It was shown there is a clear correlation between above mentioned parameters. In the analysed coal samples, the increase in the vitrinite content affects the reduction of the sorption capacity of coal, while the increase in the inertinite content causes the sorption capacity increase. It was also noted that the obtained relationships were stronger in case of sorption carried out at a higher temperature.

5

Mikroskopowe metody badań charakteryzujące przestrzeń porową dolomitów z cechsztyńskich miedzionośnych formacji skalnych rejonu Polkowic

Godyń K.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 3

43--53

PL

Artykuł przedstawia wyniki mikroskopowych badań dolomitów pochodzących z miedzionośnych formacji rejonu Polkowic. Przeprowadzono analizy petrograficzne oraz stereologiczne wybranych skał. Badania te prowadzono w świetle przechodzącym, na szlifach cienkich impregnowanych niebiesko barwioną żywicą oraz w świetle odbitym, na polerowanych zgładach. Wyniki badań pozwoliły określić parametry porowatości w tych skałach. Na ich podstawie wyliczono porowatość całkowitą oraz porowatość otwartą (efektywną) i zamkniętą. Wnioski dotyczące stosowania tych metod pozwalają, po pierwsze pokazać ich możliwości w kontekście badania przestrzeni porowej skał węglanowych po drugie zaś, mogą posłużyć w celu lepszej interpretacji i opisu przestrzeni porowej dolomitów, w aspekcie zagadnień związanych z zagrożeniem wyrzutowym obejmującym skały węglanowe obszaru Legnicko- Głogowskiego Okręgu Miedziowego.

EN

Article presents the results of microscopic research of dolomites from copper-bearing formation of Polkowice. Petrographic and stereological analyses of the selected rocks were performed. These studies were carried out, in transmitted light on the thin sections impregnated with blue colored resin, and in the reflected light on the polished sections. The results of the studies allowed to determine the porosity parameters of in these rocks. On this basis, total as well as open and closed porosity were calculated. Conclusions regarding application of these methods fi rstly, allow to show their capabilities in the context of the study of the pore space of carbonate and secondly, can be used for better interpretation and description of the pore space of dolomites in terms of issues related to the outburst risk involving carbonate rocks within the Legnica-Głogów Copper District.

6

Analizy petrograﬁczne skał rejonu Rudnej, budujących cechsztyńskie formacje miedzionośne monokliny przedsudeckiej

Godyń K.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 4

117--132

PL

Artykuł przedstawia wyniki mikroskopowych analiz petrograficznych kilku odmian litologicznych skał miedzionośnych rejonu kopalni Rudna zlokalizowanego w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym. Badaniom poddano skały okruchowe – piaskowce, ilaste – łupki miedzionośne, węglanowe – dolomity oraz siarczanowe – anhydryty. Analizy petrograficzne osadów wykonywane były na szlifach cienkich w świetle przechodzącym i odbitym, na zgładach w świetle odbitym, a także pomocniczo przy użyciu mikroskopu stereoskopowego. Wyniki prowadzonych badań pozwoliły określić cechy petrograficzne osadów, w tym parametry strukturalno-tekstualne i charakter przestrzeni porowej. Znajomość tych cech może przyczynić się do szeroko pojętej oceny osadów miedzionośnych z punktu widzenia zagrożeń naturalnych, w szczególności pod kątem zagrożeń gazowych. Analizy takie, gdy są prowadzone na bieżąco, podczas eksplorowana coraz to głębszych formacji skalnych, mogą dać informację o niepokojących, gwałtownie zmieniających się cechach strukturalno-tekstualnych głęboko zalegających skał. Te cechy osadu mogą z kolei determinować obecność gazów występujących w przestrzeni porowej. Zawartość tych gazów, szczególnie gdy występują w porach zamkniętych pod dużym ciśnieniem, może podczas prowadzenia eksploatacji, nieść za sobą ryzyko wystąpienia zjawisk gazo-geodynamicznych.

EN

The article presents the results of microscopic petrographic analyses of several types of lithological cupriferous rocks in the area of Rudna copper mine, located in the Legnica-Głogów Copper District. The study involved different rocks: clastic – sandstones, clay – copper-shales, carbonate – dolomites and sulphate – anhydrites. Petrographic analyses of sediments were performed on thin sections in transmitted and reflected light, on polished sections in reflected light and, as a subsidiary, using a stereoscopic microscope. The results of the research allowed to determine the petrographic features of sediments, including the parameters of structural and textual nature of the pore space. Knowledge of these characteristics may contribute to the broader assessment of copper sediments from the point of view of natural hazards, particularly for gas threats. Such analyses, when they are conducted on a regular basis, when exploring a increasingly deeper rock formations, can give information about distressing and rapidly changing structural and textual features of rocks. These characteristics of sediment may, in turn, determine the presence of gases in the pore space. The content of these gases, particularly when they are inside the closed pores at high pressure, may entail the risk of gaso-geodynamic phenomena during mining operations.

7

Structurally altered hard coal in the areas of tectonic disturbances – an initial attempt at classification

Godyń K.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

677--694

EN

As regards the exploitation of hard coal seams, the near-fault zones and faults themselves are considered to be particularly dangerous areas, which is due to a high probability of the occurrence of gasogeodynamic phenomena. Tectonic dislocations running across a seam have a destructive impact on coal. Degradation of the coal structure, particularly visible in the microscale, is reflected in the coal’s strength or gas properties. Such “structurally altered” coal is characterized by the presence of numerous fracturings, crushed areas, or dislocations of some of its fragments, and sometimes even the total destruction of the original structure. The present paper provides a detailed analysis and description of near-fault coal obtained from selected seams of the Upper Silesian Coal Basin, completed due to the application of optical methods. Both the type and the degree of changes in the structure of such coal were identified. On this basis, the author attempted to systematize the nomenclature used in relation to selected Upper Silesian hard coal seams, which, in turn, resulted in a proposed classification of the “altered structures” of the near-fault coal.

PL

Podczas eksploatacji węgla kamiennego, za szczególnie niebezpieczne obszary, ze względu na możliwość wystąpienia zjawisk gazo-geodynamicznych, uważa się strefy przyuskokowe i same uskoki. Przebiegające przez pokład dyslokacje tektoniczne wpływają destrukcyjnie na węgiel. Degradacja struktury węgla dostrzegalna, szczególnie w skali mikro, ma odzwierciedlenie w jego cechach wytrzymałościowych czy też gazowych. Taki, „odmieniony strukturalnie” węgiel, charakteryzuje się występowaniem licznych spękań, skruszeń, czy przemieszczeń poszczególnych fragmentów, a niekiedy i całkowitym zniszczeniem pierwotnej struktury. W pracy, posługując się metodami optycznymi, dokonano szczegółowych obserwacji i opisu węgla przyuskokowego pobranego z wybranych pokładów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Zidentyfikowano rodzaj i intensywność zmian w strukturze takiego węgla. Na tej podstawie podjęto próbę usystematyzowania stosowanego nazewnictwa w odniesieniu do wybranych górnośląskich pokładów węgla kamiennego, co w konsekwencji zaowocowało zaproponowaniem klasyfikacji „struktur odmienionych” tego przyuskokowego węgla.

8

Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do klasyfikacji struktur odmienionych węgla kamiennego w strefach przyuskokowych

Młynarczuk M., Godyń K., Skiba M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

15--20

PL

Wewnętrzna budowa strukturalna węgla kamiennego ze stref uskokowych, w szczególności obecność spękań o charakterze egzogenicznym, kataklazy oraz mylonitu, może odpowiadać za zwiększoną pojemność gazową węgla i wskazywać na pokłady szczególnie zagrożone zjawiskami gazo-geodynamicznymi. Problematyka węgla odmienionego strukturalnie jest przedmiotem zainteresowania badaczy z różnych krajów. Zaproponowali oni metody klasyfikacji takiego węgla. W ramach opisywanych badań skupiono się na jednej z takich metod w celu zweryfikowania możliwości wykorzystania sztucznych sieci neuronowych jako narzędzia wspomagającego decyzje dotyczące klasyfikacji poszczególnych struktur. Badania prowadzono na zdjęciach wykonanych przy użyciu mikroskopu optycznego. Zdefiniowano wielowymiarową przestrzeń cech, bazującą głównie na parametrach otrzymanych z różnie zdefiniowanych gradientów. W badaniach wykorzystano dwuwarstwową sieć jednokierunkową (MLP). Jej zastosowanie umożliwiło zweryfikowanie w sposób sformalizowany subiektywnych decyzji obserwatora. W rezultacie badań wykazano, że użycie sztucznych sieci neuronowych pozwala na klasyfikację struktur odmienionych węgla na poziomie 91% zgodności z decyzjami obserwatora-geologa.

EN

The internal structure of hard coal in near-fault zones - in particular, the presence of exogenic cracks, cataclasis and mylonite - can be the decisive factor when it comes to the increased gas capacity of coal and pose a greater risk of the occurrence of gaso-geodynamic phenomena. The problem of structurally altered coal has been of interest to a lot of researchers from various countries, who have proposed certain methods of classifying such coal. As part of the described research, one of such methods was analyzed, with the aim of verifying the possibilities of using artificial neural networks as a tool facilitating the classification of particular structures. The analysis was performed with the use of photographs taken with the optical microscope. A multidimensional feature space was determined, based mainly on the parameters obtained from differently defined gradients. A two-layer, unidirectional network (MLP) was used in the research, which made it possible to verify - in a formalized way - subjective decisions of the researcher. The tests ultimately demonstrated that the application of artificial neural networks results in successful classification of the altered structures of coal, with the level of compatibility with the decisions made by a researcher-geologist at ca. 91 percent.

9

Charakterystyka węgla kamiennego występującego w strefach przyuskokowych

Godyń K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 4

45--53

PL

Praca w sposób przekrojowy przedstawia wyniki badań petrograficzno-stereologicznych, prowadzonych na materiale węglowym pobranym z pięciu górnośląskich pokładów węgla kamiennego. Materiał badawczy stanowią próbki pochodzące z takich miejsc w pokładach, w których procesy tektoniczne doprowadziły do powstania uskoków. Analizując szczegółowo skład petrograficzny próbek węgla, zwrócono uwagę na rodzaj i zawartość procentową substancji mineralnej towarzyszącej pokładom. W szczególności jednak śledzono charakter i zakres zmian strukturalno-teksturalnych węgla, powstających na skutek deformacji tektonicznych. Na podstawie otrzymanych rezultatów badań wskazano, że istnieje zależność między budową petrograficzną węgla a jego cechami strukturalnymi, ujawnionymi na skutek działania sił wytworzonych podczas formowania się uskoków. Wyniki badań są istotne nie tylko z poznawczego punktu, lecz również mogą przyczynić się do lepszego poznania stref osłabionych strukturalnie, potencjalnie skłonnych do wyrzutów, a co za tym idzie, pozwolą wzbogacić bazę danych dotyczącą profilaktyki przeciwwyrzutowej.

EN

This paper presents the results of comprehensive petrographic-stereological study performed on the coal samples from five hard coal deposits in Upper Silesia. These samples derive from specific spaces in the deposits, where tectonic processes led to fault occurrence. The detailed analysis of the petrographic composition of samples was aimed at the determination of the type and percentage of mineral matter which covers the deposits. However, special emphasis was put on the profile and range of the coal structural-textural changes which occur as the result of dislocations. On the basis of the obtain results it was indicated, there is a relationship between petrographic structure of the coal and its structural features exposed as the result of the forces generated during fault formation. The test results are important not only from the cognitive point of view, but they can also contribute to the discovery of structurally weaker zones with breakout tendency. Consequently, it may allow to update the database of breakout-proof prevention.

10

Optymalizacja procesu automatycznej klasyfikacji cech strukturalnych węgla z obszarów zagrożonych wyrzutami gazów i skał opartego na metodach rozpoznawania obrazów

Młynarczyk M., Godyń K., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 1-2

85--93

PL

W ramach prac kontynuowano rozpoczęte w roku 2012 badania pozwalające na wykorzystanie metod rozpoznawania obrazów do identyfikacji cech strukturalnych i petograficznych węgla. Skoncentrowano się na automatycznej identyfikacji witrynitu, inertynitu oraz kataklazy. Są to cechy petrograficzne i strukturalne węgla najczęściej analizowane w IMG PAN przy ocenie stanu zagrożenia wyrzutowego. W badaniach oceniono przydatność wybranych parametrów tworzących przestrzeń cech, zbadano wpływ wielkości okna pomiarowego na wynik rozpoznania, przebadano wpływ przestrzeni barw, w której prowadzone są pomiary oraz dokonano analizy wpływu metryki odległości, w której wykonywane są obliczenia. W wyniku przeprowadzonych analiz otrzymano wysoki odsetek poprawnych klasyfikacji badanych struktur sięgający ponad 95%. Potwierdza to przydatność metod sztucznej inteligencji do automatycznej identyfikacji wybranych cech petrografi cznych i strukturalnych węgla.

EN

In 2012 research work was undertaken aimed to utilise the pattern recognition methods in identification of structural and petrographic features of coal. This stage of the research program was focused on automatic identification of vitrinite, inertinite and cataclasis. These petrographic and structural features of coals are typically analysed at the Strata Mechanics Research Institute when evaluating the outburst hazard. The adequacy of parameters defining the features space as well as the infl uence of the measurement window size on the result of recognition was evaluated. Other issues addressed include the influence of the colour space in which the measurements are taken and the impact of distance metrics. Results include a high-proportion of correct classifications of investigated structures (over 95%), thus confirming the adequacy of AI methods in automatic identification of selected petrographic and structural features of coal.

11

Microscopic analysis of shear bands formation in luna limestone under quasistatic triaxial loading conditions

Cieślik J., Godyń K.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

317--332

EN

The article presents the results of microscopic analyses of shear bands of carbonate rocks subjected to triaxial compression. Strength tests were performed in axisymmetric loading conditions, at various confining pressures and strain rates. The layout and nature of phenomena occurring in shear bands at various strain rate loading conditions were analysed under the microscope on thin rock sections of damaged samples. The principal part of the study involves identification of damage types in shear bands, which mainly depend on the rock deformation rate and petrography. Also, quantitative analysis of particular types of damage in shear bands was performed and their dependence on the mechanical tests conditions. The last item discussed in this article is the quantitative analysis of the width of shear bands at various loading conditions.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analiz mikroskopowych pasm ścinania próbek skał węglanowych poddanych trójosiowemu ściskaniu. Testy wytrzymałościowe przeprowadzono w osiowo symetrycznym stanie obciążenia, przy różnych ciśnieniach okólnych oraz prędkościach obciążenia. Zniszczone próbki były przedmiotem analiz mikroskopowych na szlifach skalnych. Badano układ i charakter zjawisk występujących w pasmach ścinania przy różnych warunkach obciążenia. Zasadniczą część pracy stanowi identyfikacja typów zniszczenia w pasmach ścinania, zależnych w głównej mierze od prędkości odkształcenia i petrografii skały. Przeprowadzono również ilościową analizę udziału poszczególnych typów zniszczenia w pasmach ścinania oraz ich zależność od charakteru obciążeń mechanicznych. Ostatnim wątkiem poruszanym w artykule jest ilościowa analiza szerokości pasm ścinania przy różnych warunkach obciążenia.

12

Wykorzystanie metod rozpoznawania obrazów do wspierania procesu decyzyjnego dotyczącego klasyfikacji węgla ze względu na wybrane cechy petrograficzne

Młynarczuk M., Godyń K.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

3--14

PL

W ramach prac wykonano wstępne badania pozwalające na opracowanie metod rozpoznawania obrazów mikroskopowych węgla, możliwych do wykorzystania w procesie decyzyjnym dotyczącym klasyfikacji cech petrograficznych (takich jak skład macerałowy) oraz strukturalnych (np. stopień destrukcji). Bazując na wcześniejszych badaniach uznano, że najbardziej istotna z punktu widzenia układu węgiel-gaz będzie identyfikacja witrynitu, inertynitu, kataklazy oraz (ze względów pomiarowych) kleju, w którym zatopione są badane okruchy węgla. Zdefiniowano wielowymiarową przestrzeń cech, która pozwoliła – bazując na metodach rozpoznawania obrazów – w sposób automatyczny klasyfikować wspomniane cechy. W wyniku przeprowadzonych analiz otrzymano poprawne klasyfikacje tych cech na poziomie sięgającym 96%. Wykazano tym samym, że metody sztucznej inteligencji, pozwalają na identyfikowanie wybranych parametrów petrograficznych i strukturalnych węgla. Dalsze rozwijanie tej metodyki może doprowadzić do opracowania uniwersalnego narzędzia, które pozwoli na obiektywizm w ocenie większej ilości cech petrograficznych i strukturalnych węgla.

EN

Preliminary tests were performed to develop methods supporting the recognition of microscopic images of coal, to be used in the decision-making processes involved in coal classification in terms of their petrographic (maceral composition) and structural properties (the extent of structural damage). Results of previous tests reveal that identification of vitrinite, inertinite, catalase as well as adhesives encapsulating the tested coal fragments is of particular importance in the case of coal-gas systems. The multi-dimensional space of coal properties is defined, allowing an automatic classifi cation of pre-defined features, basing on image recognition methods. This procedure allowed for correct classification of those properties, the accuracy level approaching 96%. It appears that AI (artificial intelligence) methods enable the identification of selected petrographic and structural parameters of coal. Further development of this methodology may result in creation of an universal tool allowing the objective evaluation of a larger number of petrographic and structural properties of coal.

13

Wpływ nieciągłości tektonicznych na strukturę wewnętrzną węgla kamiennego pochodzącego z wybranych pokładów KWK Pniówek, Borynia-Zofiówka i Brzeszcze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Godyń K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (1)

215--227

PL

Węgiel kamienny pochodzący z pokładów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego odznacza się zróżnicowanymi cechami petrograficznymi. Parametry różnicujące tę kopalinę wiążą się również z oddziaływaniem zewnętrznych czynników tektonicznych na te formacje. Na obszarach pociętych uskokami węgiel ujawnia specyficzną osłabioną „odmienioną" budowę strukturalną. Taki przyuskokowy węgiel tworzy pokłady o podwyższonym stopniu ryzyka migracji gazów kopalnianych i w skutek znacznej porowatości, wykazuje zwiększoną pojemność gazową, jest więc obarczony podwyższonym ryzykiem zaistnienia zjawisk gazogeodynamicznych. Analizom poddano materiał węglowy z trzech metanowych („wyrzutowych") kopalni GZW (KWK Pniówek, Borynia-Zofiówka, Brzeszcze), z pokładów, w których stwierdzono występowanie lokalnych dyslokacji tektonicznych. Stosując analizy mikroskopowe wykonano ilościowy i jakościowy opis próbek węgla, uwzględniając grupy macerałów, rodzaj i stopień destrukcji struktury węgla. Przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące wpływu składu macerałowego na podatność węgla na powstawanie zniszczeń i deformacji w jego strukturze.

EN

The petrographic features of hard coal coming from the Upper Silesian Coal Basin (USCB) coal seams are very different. Additionally some differences among them are associated with the influence of external tectonic factors on these formations. The coal with specific, “altered” structure appears very often near tectonic disturbances. This “altered” and in consequence structure-weakened coal creates seams of elevated risk of mine gases migration, and – due to their high porosity – increased gas capacity. Therefore, in such locations there is a higher risk of some dangerous dynamic phenomena like outbursts. Coal material which was analyzed came from three so called “outburst“ mines from the USCB: Pniówek, Borynia-Zofiówka and Brzeszcze. The tested coal pieces were sampled from seams where local tectonic discontinuities occurred. A quantitative and qualitative description of the coal samples were performed by means of microscopic analysis. In the description maceral groups and type and degree of destruction of coal structure were taken into account. In the paper some preliminary results are presented with special consideration to the effect of maceral composition on the vulnerability of the coal formation and deformability of coal structure.

14

Struktury odmienione węgla kamiennego w strefach zaburzeń tektonicznych – propozycja klasyfikacji

Godyń K.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

11--29

PL

W kopalniach węgla kamiennego, w bezpośrednim sąsiedztwie uskoków występują strefy silnie narażone na zaistnienie niekontrolowanych zjawisk gazogeodynamicznych. Jest to spowodowane specyficzną, odmienioną budową wewnętrzną węgla znajdującego się w strefie zaburzonej tektonicznie – przyuskokowej. W pracy dokonano szczegółowego opisu tych wewnętrznych zaburzeń strukturalnych w węglu, rodzaju i stopnia tych zmian. Do badań wykorzystano metody: mikroskopii w świetle spolaryzowanym, odbitym oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM EDX). Dokonano również pomiarów mikrotwardości węgla w różnym stadium degradacji struktury wewnętrznej. Do tego celu posłużono się mikrotwardościomierzem wykonującym pomiary twardości metodą Vickersa. Na podstawie tych badań dokonano ujednolicenia klasyfikacji takiego „odmienionego strukturalnie” węgla a także określono jego podatność na możliwość inicjacji wyrzutów w kopalniach węgla kamiennego.

EN

In hard coal mines, in the direct vicinity of faults, there exist areas particularly prone to occurrence of uncontrollable gas-geodynamic events. The existence of these areas is due to a specific, nonstandard internal structure of coals present in a tectonically disturbed (i.e., near-fault) zone. The paper provides a detailed description of these internal distortions in coal, as well as of the type and degree of these alterations. For the purpose of the research, the following methods were used: polarized light microscopy, reflected light microscopy, and scanning electrone microscopy (SEM) with an EDX adapter. Also, measurements of microhardness of coal were performed, for various stages of its internal structure damage. To this end, a microhardness tester making use of the Vickers method was applied. The results of the studies served as a basis for standardizing “structurally altered” coals, and helped to determine their susceptibility to a possibility of outburst initiation in hard coal mines.

15

Wulkanoklasty dolnokarbońskich formacji skalnych Pomorza Zachodniego

Godyń K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 444

55--63

PL

W dolnokarbońskich formacjach Pomorza Zachodniego występują interesujące pod względem petrograficznym osady zawierające fragmenty skał wulkanicznych (tzw. wulkanoklasty). W ten specyficzny materiał obfitują przede wszystkim piaskowce karbonu dolnego. Wulkanity są jednak obecne praktycznie we wszystkich typach skał osadowych karbonu dolnego tej strefy. W artykule przedstawiono próbę klasyfikacji klastów wulkanicznych obecnych w turnejskich skałach strefy tektonicznej Koszalin–Chojnice. Kryterium ich wyróżnienia stanowiły przede wszystkim cechy strukturalne wulkanitów. Przeprowadzony podział wyłonił trzy główne zespoły wulkanoklastów. Zidentyfikowano fragmenty skał o strukturze: pełnokrystalicznej – mikrofelsytowej; pełnokrystalicznej, łączącej cechy struktury granofirowej, poikilitowej i sferolitycznej oraz półkrystalicznej – dendrytowej. Obserwowano także klasty, które w obrębie tego samego ziarna łączyły różne typy strukturalne. Skałami macierzystymi dla wulkanoklastów były kwaśne skały wylewne z grupy porfirów kwarcowych i bezkwarcowych (ryolit–dacyt).

EN

Lower Carboniferous rocks of Western Pomerania are interesting in terms of petrographic composition containing fragments of volcanic rock (called volcaniclasts). This unique volcanic material is abundant in Lower Carboniferous sandstones. However, the volcanic clasts are present in all types of Lower Carboniferous sedimentary rocks of this zone. The paper presents an attempt of classification of clasts in volcanic rocks from the Koszalin-Chojnice zone. The volcaniclasts are divided into three main groups. Clasts were divided mainly according to their structural features. Some clasts have been indentified as parts of holocrystalline - felsitic rocks with the attributes of granophyric, poikilitic and spherolitic structures, and as grains of semi-crystalline rock structures with dendritic development. There are also some clasts showing different structural types combined. Parent rocks for the volcaniclasts were acidic igneous rocks from the quartz porphyry and quartz-free porphyry group (rhyolite-dacite series).

16

Opis stopnia deformacji struktury skalnej przy wykorzystaniu metod stereologii i analizy obrazu

Godyń K., Młynarczuk M., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

51--66

PL

Na skutek ruchów tektonicznych w górotworze powstają pęknięcia i przemieszczenia mas skalnych wzdłuż nowopowstałej powierzchni – tzw. powierzchni uskokowej. W strefie takiej zwykle pojawiają się deformacje strukturalne, widoczne niekiedy w skali makro, ale częściej dostrzegalne wyłącznie w skali mikro, przy użyciu różnego typu mikroskopów. W pracy badano takie właśnie zdeformowane, przyukokowe struktury skalne. Próby do badań pobrano z rejonów, w których stwierdzono występowanie uskoków tektonicznych. Były to piaskowce fliszu karpackiego, wapienie jury krakowsko-częstochowskiej oraz skały towarzyszące węglom kamiennych z kopalni Pniówek. Do badań wykorzystano zgłady i szlify cienkie, które analizowano przy użyciu mikroskopu polaryzacyjnego do światła odbitego i przechodzącego. Stosowano powiększenia 50-500×, immersję olejową oraz metody fluorescencyjne. Przeprowadzono analizy stereologiczne, w trakcie których posłużono się zarówno standardowymi metodami ilościowymi a także wykorzystano techniki automatycznej analizy obrazu. Prowadzone badania pozwoliły rozwinąć metodę ilościowego opisu stopnia deformacji struktur skalnych w rejonach uskoków tektonicznych. W badaniach opisano w sposób ilościowy zawartość spękań w skałach przyuskokowych, w stosunku do skał oddalonych od tych stref.

EN

Tectonic movements give rise to fracturing of the rock strata, as the result rock masses are displaced along newly-formed surfaces, forming so called faulted, or geologically disturbed, zones. In those zones structural deformations tend to appear, sometimes visible in the macro-scale, otherwise seen only in the micro-scale, under microscopes of various types. Testing was done on thus modified rock features in the geologically disturbed regions. Rock specimens were collected in the areas where tectonic faults were registered. These rock features include sandstone of the Carpatian flysch, limestone in the Jurassic features and rocks accompanying the hard coals in the colliery Pniówek (Poland). Testing was done on polished sections and thin profiles, analysed using a polarisation microscope in the reflected and passing light. The applied enlargement was 50-500×, combined with oil immersion and fluorescent methods. Stereological analyses were performed by the standard quantitative methods as well as the automatic image processing techniques. The research program helped develop the method of quantitative description of rock deformations in tectonically disturbed regions. It was found out that rocks in the disturbed regions exhibit more fracturing than rocks in more distant regions.

17

Właściwości mechaniczne skał

Nowakowski A., Dutka B., Godyń K., Młynarczuk M., Nurkowski J., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2009

|

nr 158

169-199

18

Zastosowanie nowoczesnych metod analizy obrazu do ilościowego opisu spękań widocznych na odsłonięciach skalnych

Młynarczuk M., Godyń K., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

47--54

PL

Celem prac było wykorzystanie metod morfologii matematycznej do detekcji i opisu szczelin widocznych na odsłonięciach masywów skalnych. Do analizy wykorzystywano fotografie i filmy wideo odsłonięć skalnych wykonane w okolicach Krakowa i Gór Świętokrzyskich. Najprostszym sposobem analizy, który jednocześnie dawał najciekawsze wyniki, było postępowanie oparte na analizie gradientów morfologicznych w celu oszacowania ukierunkowania nieciągłości. Najwięcej informacji o szczelinowatości analizowanych ścian otrzymano przeprowadzając segmentację poszczególnych szczelin. Przedstawiono zalety i ograniczenia takiej segmentacji oraz zaprezentowano przykładowe parametry możliwe do wyznaczenia w sposób automatyczny.

EN

Mathematical morphology methods are applied here to the detection and description of cracks and fissures revealed on exposed rock surfaces. The analysis is based on photographs and videos of exposed rocks in the vicinity of Kraków and the Świętokrzyskie Mountains (Poland). The simplest technique, yet yielding most interesting results, involves the analysis of morphological gradients to forecast the directions of discontinuities. The vast body of data about rock fissures is obtained when the investigated rock walls are divided into segments. Advantages and drawbacks involved in such segmentation are briefly outlined. Selected parameters are presented that might be determined automatically.

19

Analiza struktury węgla oraz skał oparta na wyniku ilościowych badań mikroskopowych ze szczególnym uwzględnieniem metod fluorescencyjnych

Godyń K., Młynarczuk M., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

55--61

PL

Dokonano rozpoznania i opisu struktur odmienionych występujących w pokładach węgla kamiennego z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Analizowano ponadto spękane i porowate utwory osadowe (dolomit, piaskowiec) oraz poddane trójosiowemu ściskaniu skały magmowe (granit). Do badań stosowano mikroskop polaryzacyjny do światła odbitego, wykorzystując obiektywy suche, immersję olejową, a w szczególnych przypadkach przystawkę do światła fluorescencyjnego oraz metody automatycznej analizy obrazu.

EN

There have been the identification and description of deformed structures occurring in coalbeds of the Upper Silesian Coal Basin. Analyzed also fractured and porous sedimentary rocks (dolomite, sandstone) and subjected to triaxial compression igneous rocks (granite). Polarizing microscope was used for reflected light, using a dry lens, immersion oil, and in special cases, snap-in to the fluorescent light, and methods of automatic image analysis.

20

Fotoniczne światłowody ciekłokrystaliczne jako całkowicie światłowodowe układy czujnikowe

Woliński T., Chychłowski M., Czapla A., Dąbrowski R., Domański A. W., Ertman S., Godyń K., Nowinowski-Kruszelnicki E., Tefelska M., Wójcik J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 6

199-200

PL

W pracy przedstawiono najnowsze wyniki badań nad ciekłokrystalicznymi światłowodami fotonicznymi pod wpływem zewnętrznych oddziaływań, takich jak temperatura, pole elektryczne i ciśnienie hydrostatyczne. Zaprezentowano również potencjalne możliwości zastosowania ciekłokrystalicznych światłowodów fotonicznych do budowy wieloparametrowych czujników nowej generacji.

EN

In this paper latest research activities on photonic liquid crystal fibers under the influence of external fields such as temperature, electric field and hydrostatic pressure were presented. Potential application possibilities of the photonic liquid crystal fibers to multi-parameter sensing are also discussed.