Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Geochemistry of the carboniferous coal-bearing series and the miocene cover within the Upper Silesian Coal Basin - a case study

Krzeszowska Ewa

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2023

|

T. 39, z. 4

107--122

EN

This paper presents geochemical data for 171 core samples of the Carboniferous coal-bearing series and the Miocene cove from the central part of the Upper Silesian Coal Basin. Major oxide concentrations (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2, and Cr2O3) were obtained using XRF. Trace and major elements (Mo, Cu, Pb, Zn, Ni, Co, U, Cr, V, Mn, As, Th, Sr, Cd, Sb, Bi, Ba, Ti, W, Zr, Ce, Nb, Ta, Be Sc) were analysed ICP-MS. The main goals of this study were to demonstrate the distribution, as well as the stratigraphical variability, of the selected elements and to determine whether chemostratigraphy tools could be effectively applied to analyze Carboniferous and Miocene deposits of the USCB. Geochemical studies have shown showed different geochemical features of the samples from the Carboniferous and the Miocene. The diversity is mainly expressed in the enrichment of Miocene sediments in Ca and Sr related to biogenic carbonate material. It was also stated that the concentrations of trace elements associated with the detrital fraction, such as Zn, Cr, Co, Ba, Ti, Zr, Nb, and Sc show slightly higher values in Carboniferous sediments. On the basis of the content of Ti, Zr, and Nb, as well as ratios such as Th/U, Zr/Th, Ti/Zr, and TiO2/K2O, units with different inputs of the terrigenous fraction can be identified in both Carboniferous and Miocene formations. The paper shows that chemostratigraphy can be used as a stratigraphic and correlation tool for the Carboniferous and the Miocene deposits of the USCB.

PL

W pracy przedstawiono dane geochemiczne dla 171 próbek skał osadowych z karbońskiej serii węglonośnej i pokrywy mioceńskiej z centralnej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Udziały głównych tlenków (Al2O3, SiO2, Fe2O3, P2O5, K2O, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, TiO2 i Cr2O3)oznaczono za pomocą XRF. Pierwiastki główne i śladowe (Mo, Cu, Pb, Zn, Ni, Co, U, Cr, V, Mn, As, Th, Sr, Cd, Sb, Bi, Ba, Ti, W, Zr, Ce, Nb, Ta, Be i Sc) analizowano przy pomocy ICP-MS. Głównym celem badań była analiza koncentracji i zmienności stratygraficznej wybranych pierwiastków głównych i śladowych, jak również ocena możliwości stosowania chemostratygrafii w analizie karbońskich i mioceńskich osadów GZW. Badania geochemiczne wykazały odmienne właściwości geochemiczne próbek z karbonu produktywnego oraz miocenu. Zróżnicowanie to wyraża się głównie wzbogaceniem osadów miocenu w Ca i Sr, związane z biogenicznym materiałem węglanowym. Stwierdzono również, że stężenia pierwiastków śladowych, związanych z frakcją detrytyczną, takich jak: Zn, Cr, Co, Ba, Ti, Zr, Nb, Sc, wykazują nieco wyższe wartości w osadach karbonu. Na podstawie koncentracji pierwiastków Ti, Zr i Nb oraz wskaźników geochemicznych Th/U, Zr/Th, Ti/Zr, TiO2/K2O można zidentyfikować jednostki o różnym udziale frakcji terygenicznej, zarówno w osadach karbonu i miocenu. W pracy wykazano, że chemostratygrafia może być z powodzeniem wykorzystywana jako narzędzie stratygraficzne i korelacyjne dla utworów karbonu i miocenu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.

2

Valorization of geotourist and geoheritage objects in the region of Mikołów (USCB, southern Poland)

Marcisz Marek, Gawor Łukasz, Kobylańska Malwina

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 1

189--210

EN

Skilful preservation of the cultural landscape on the basis of post-industrial facilities, including post-mining facilities and geoheritage objects, may contribute to a positive change in the functionality of abandoned or degraded sites. The article presents selected geological, geomorphological and anthropogenic objects in the vicinity of Mikołów (central part of the USCB, southern Poland). Their evaluation in the context of being the part of unique cultural landscape created by historical mining activities was carried out. The detailed geotourist valorisation of 4 selected geoheritage and mining heritage objects/sites was carried out in the scope of their current state, potential and the level of preparation for possible fulfilling the educational functions. The research outputs and valorization results presented in the article allowed to draw conclusions and formulate recommendations for the development of the analyzed geotourist objects and sites in terms of the implementation of the didactic process, characterised by specific requirements. As a result of the performed valorization of the analyzed objects, from the point of view of the recipient (academic teacher), the best result was obtained by the Triassic limestone quarry in Mikołów Mokre, and the lowest moraine ridge in the Promna Valley. The obtained results also showed high visual and cognitive values of the objects, especially in terms of geodiversity, the dominant element and cultural connections, where the Mikołów quarry also showed the highest value. Low ratings of the utility and investment values of these objects result mainly from the state of preservation, the lack of tourist infrastructure and the lack of their promotion as an important part of the industrial and cultural heritage of the region.

PL

Umiejętne zachowanie krajobrazu kulturowego na bazie obiektów poprzemysłowych, w tym obiektów pogórniczych i obiektów dziedzictwa geologicznego, może przyczynić się do pozytywnej zmiany funkcjonalności obszarów opuszczonych lub zdegradowanych. W artykule przedstawiono wybrane obiekty geologiczne, geomorfologiczne i antropogeniczne w okolicach Mikołowa (centralna część GZW, południowa Polska). Dokonano ich oceny w kontekście przynależności do unikatowego krajobrazu kulturowego utworzonego przez historyczną działalność górniczą. Przeprowadzono szczegółową waloryzację geoturystyczną 4 wybranych obiektów/obszarów dziedzictwa geologicznego oraz górniczego w zakresie ich stanu obecnego, potencjału oraz stopnia przygotowania do ewentualnego pełnienia funkcji edukacyjnych. Zaprezentowane w artykule wyniki badań i waloryzacji pozwoliły na wyciągnięcie wniosków i sformułowanie rekomendacji dla zagospodarowania analizowanych obiektów i stanowisk geoturystycznych pod kątem realizacji procesu dydaktycznego, charakteryzującego się określonymi wymaganiami. W rezultacie przeprowadzonej waloryzacji analizowanych obiektów, z punktu widzenia odbiorcy (nauczyciela akademickiego), najlepszy wynik uzyskał triasowy kamieniołom wapienia w Mikołowie Mokrem, natomiast najniższy grzbiet morenowy w Dolinie Promnej. Uzyskane efekty wykazały również wysokie walory wizualne i poznawcze obiektów, zwłaszcza w zakresie georóżnorodności, elementu dominującego i powiązań kulturowych, gdzie najwyższą wartość wykazał również mikołowski kamieniołom. Niskie oceny walorów użytkowych i inwestycyjnych badanych obiektów wynikają głównie ze stanu zachowania, braku infrastruktury turystycznej oraz braku ich promocji jako ważnej części dziedzictwa przemysłowego i kulturowego regionu.

3

Analiza interferometryczna zmian powierzchni terenu, wywołanych silnym wstrząsem górotworu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w dniu 13.01.2020 o magnitudzie ML=4.0

Kura Karol

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 5

19--27

PL

Przedstawiono zastosowanie techniki satelitarnej interferometrii różnicowej (DInSAR) do monitorowania zmian powierzchni terenu, jakie wystąpiły w wyniku wstrząsu górniczego o energii sejsmicznej E= 3∙109J (magnituda ML=4.0), który miał miejsce 13.01.2020 r. w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, w południowej części kopalni Budryk. Dla określenia wielkości zmian powierzchni terenu, które miały miejsce przed i po wystąpieniu wstrząsu, zastosowano zobrazowania SAR wykonane przez satelity Sentinel-1. Został przeprowadzony cały proces analizy interferometrycznej, to jest sprawdzono koherencję poszczególnych zobrazowań, wygenerowano 7 interferogramów oraz wyznaczono przemieszczenia powierzchni terenu. Na interferogramie obejmującym czas bezpośrednio po wystąpieniu wstrząsu uwidacznia się bardzo wyraźna niecka obniżeniowa. Maksymalne obniżenie powierzchni wyniosło w tym czasie 35 mm. Kilkanaście dni przed powyższym wstrząsem górotworu obserwowane były również wyniesienia powierzchni terenu na obszarze większym niż sama niecka obniżeniowa. Opracowane wyniki pozwoliły na potwierdzenie możliwości wykorzystania metody satelitarnej interferometrii radarowej, jako narzędzia do szybkiego i precyzyjnego wyznaczania wielkości i zasięgu zmian na powierzchni terenu, powstałych wskutek wystąpienia silnego wstrząsu górniczego.

EN

The application of the satellite differential interferometry (DInSAR) technique to monitor changes in the terrain surface as a result of mining tremor, with seismic energy E = 3∙109J (local magnitude ML=4.0) has been presented. Above mentioned tremor took place on January 13, 2020 in the Upper Silesian Coal Basin in southern part of Budryk mine. To estimate the magnitude of the terrain surface changes that occurred before and after this tremor, SAR images from Sentinel-1 satellites were used. The whole process of interferometric analysis was carried out - the coherence of individual images was checked, 7 interferograms were generated and the surface displacements were determined. A very clear subsidence trough is visible on the interferogram imediately after the occurrence of analyzed mining tremor. The maximum subsidence of the surface, at that time reached 35 mm. A dozen or so days before the mining tremors, elevations of the land surface were also observed in an area larger than the subsidence basin itself. The developed results allowed to confirm the method of satellite radar interferometry as a tool for quick and precise determination of the size and extent of changes on the surface of the terrain where strong mining tremor occurred.

4

Initial assessment of variability in the modes of occurrence of some trace elements in coal seams with vertical profiles in the Upper Silesian Coal Basin in Poland

Parzentny Henryk R., Róg Leokadia

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 4

723--736

EN

Knowledge of the way in which minor and trace elements occur in coal is one of the most important geochemical indicators of coal quality. The differences between the methods of binding elements in coal in each coal seam and the variability of this feature of coal in the basin profile have not been discussed so far. These coal features were identified in a group of selected coal seams (209, 401, 405, 407, 501, 504, 510, 615, 620) in the Upper Silesian Coal Basin (USCB). At the same time, the differences in the role of identified mineral and maceral groups in concentrating specific elements in coal is highlighted. Identical or similar tendencies of changes in the way in which As and V, Ba and Rb, Co and Pb, Co and Zn, Mn and Pb, Pb and Zn, Co and Rb, and for Cr and Cu occur in the coal seams in the USCB profile was found. Changes in the mode of occurrence of As and Pb in coal in the USCB profile were probably influenced by carbonate mineralization. The changes in the mode of occurrence of Mni and Pb in the coal were probably determined by dia and epigenetic sulfide mineralization, while the content of Ba, Cr, Rb, Sr, and V in coal from these deposits was affected by clay minerals. It was observed that the greater the degree of the carbonization of the organic matter of coal, the lower the content of As, Mn and Pb in coal and the higher the content of Ba and Sr in coal.

5

Dependences between certain petrographic, geochemical and technological indicators of coal quality in the limnic series of the Upper Silesian Coal Basin (USCB), Poland

Parzentny Henryk R., Róg Leokadia

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 3

665--684

EN

This article aims to assess the values of the most often measured petrographic, geochemical and technological indicators of coal quality and to identify probable dependences between them in the USCB coal. The following can also be observed: high content of Cd and Co in carbonate minerals separated from coal, in clay minerals – Cr and Zn, and in sulfide minerals – Cu, Ni and Pb. Nevertheless, it is organic matter which has the greatest influence on the average content of trace elements in coal. Correlations between the values of some of the indicators of coal quality were also observed. It has been observed that the increase in vitrinite content in coal is accompanied by a decrease in, while an increase in the content of liptinite and inertinite in coal is accompanied by an increase in the content of CaO, MgO, and SO3 in coal ash. An increase in the carbonization of organic matter is accompanied by an increase in the content of Cu and Ni in coal, and a decrease in the content of Pb and S in coal and the content of Fe2O3 in coal ash.

6

The impact of a Neogene basaltoid intrusion on the distribution of rare earth elements and yttrium in Carboniferous rocks from the Sumina area, Poland (SW part of Upper Silesian Coal Basin)

Adamczyk Zdzisław, Komorek Joanna, Nowak Jacek, Lewandowska Małgorzata

Acta Geologica Polonica

|

2020

|

Vol. 70, no. 1

31--49

EN

The Neogene basaltoid intrusions found in the S-7 borehole in the Sumina area (USCB) caused transformations of the adjacent Carboniferous rocks. The mineral and chemical compositions of the basaltoides are similar to those of the Lower Silesian basaltoides. The transformations that took place in the vicinity of the intrusion were manifested in the formation of natural coke, the secondary mineralization of these rocks (calcite, chlorite, zeolites and barite) and in the specific distribution of rare earths (REY). Among REY, the light elements (LREY) had the highest share, while the heavy elements (HREY) had the lowest share. Regardless of the lithological type of the analyzed rock, with increasing distance from the intrusion, the percentage of MREY and HREY elements increases at the expense of the light elements LREY. All analyzed distribution patterns of the REYs are characterized by the occurrence of anomalies, which often show a significant correlation with the distance of sampling points from the basaltoid intrusion. The specific distribution of REYs in the vicinity of the intrusion of igneous rocks is an indication of the impact of hydrothermal solutions associated with the presence of basaltoides on the rocks closest to them located at a temperature of over 200°C

7

Methane emissions in selected hard-coal mines of the Upper Silesian Coal Basin in 1997–2016

Dreger Marcin

Geology, Geophysics and Environment

|

2019

|

Vol. 45, no. 2

121--132

EN

Hard coal is extracted in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) from deeper and deeper coal seams every year. In 2000, the average depth of coal extraction was 600 m, in 2010 – 700 m, but in the last two years (2016–2017) this has been extended to a depth of 770 m. The USCB is not homogeneous in layout in terms of methane hazard, but rather very diverse. Therefore, the USCB has been divided into seven gassy regions to show differences in methane danger distribution. Northern and central USCB regions (I, II and III) are the mostly naturally degassed, so the most dangerous gassy conditions are in the IV and V regions, where methane content in coal seams varies from 6 m3/Mg coaldafto above 18 m3/Mg coaldaf. The two westernmost USCB gassy regions (VI and VII) are poorer in methane than the IV and V areas. Six representative coal mines were chosen: Mysłowice-Wesoła, Budryk, Brzeszcze, Pniówek, Marcel and Rydułtowy-Anna based on their high hard coal production and total methane emissions. The reason for the highest methane emission in those regions might be fault tectonics facilitating methane migration and also the thick and continuous Miocene cover constituting a hermetic screen for gases in the southern part of the USCB.

8

Projektowanie przebiegu otworów wiertniczych badawczych, odwadniających podziemny zbiornik wodny, na przykładzie wybranej kopalni węgla kamiennego

Wasilczyk A., Kowalski D.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 3

285--294

PL

Podziemne zbiorniki wodne są źródłem zagrożenia wodnego wobec prowadzonych robót górniczych, w ich bezpośrednim sąsiedztwie. W celu likwidacji powstałego zagrożenia wodnego, wykonuje się wyprzedzające otwory wiertnicze badawcze, odwadniające te zbiorniki. Szczególnie istotne jest takie zaprojektowanie przebiegu otworów wiertniczych, aby efektywnie odwodnić podziemny zbiornik wodny, obniżając jego zwierciadło wody do rzędnej, zapewniającej bezpieczne prowadzenie robót górniczych. W artykule przedstawiono projektowanie przebiegu otworów wiertniczych badawczych, odwadniających podziemny zbiornik wodny. Do badań wytypowano podziemny zbiornik wodny, zlokalizowany w zrobach wybranej czynnej kopalni węgla kamiennego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). W wyniku przeprowadzonych analiz mapy pokładu, w rejonie wytypowanego do badań zbiornika wodnego, zaprojektowano przebieg otworów wiertniczych i określono parametry wiercenia dla projektowanego odwodnienia zbiornika wodnego. Zaprezentowane w artykule projektowanie otworów wiertniczych, umożliwia bezpieczne drążenie wyrobisk górniczych, zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie podziemnego zbiornika wodnego. Do wykonania projektu otworów wiertniczych wykorzystano program AutoCAD firmy Autodesk. Zaprojektowane otwory wiertnicze przedstawiono w postaci szkiców wiercenia.

EN

Underground water reservoirs are source of possible water hazards for safe digging of mining excavations, located within immediate vicinity. In order to eliminate existing water hazards, exploratory boreholes drainages of water reservoirs are performed. The effective designing of the course of exploratory boreholes is particularly important, in order to efficiently drain underground water reservoirs, to lower the water table to the level that ensures safe digging of the mining excavations. The paper presents designing of the course of exploratory boreholes, which drain underground water reservoir. For this study the underground water reservoir, located in old workings of the selected coal mine of the Upper Silesian Coal Basin (USCB), was chosen. In result of the map’s analyses, the courses of the boreholes were designed. Moreover, the drilling parameters for the planned drainage of the water reservoir were determined. The design of boreholes presented in the article allows for safe digging of the mining excavations, located significantly close to the underground water reservoir. The boreholes were designed with the use of AutoCAD program. Designed boreholes were presented in the form of sketches.

9

O syderytach w pokładach węgla warstw rudzkich w niecce chwałowickiej

Morga R., Nowak J., Brzezinka Ł., Kądziołka-Gaweł M.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 7

23--32

PL

Celem pracy była charakterystyka petrograficzna syderytów zidentyfikowanych w wiązce pokładów występujących w stropowej części warstw rudzkich we wschodniej części niecki chwałowickiej GZW. Badania przeprowadzono na siedmiu próbkach skał, pobranych z pokładów 408/1, 408/2 i 409/2. Wykonano badania makroskopowe, mikroskopowe w świetle przechodzącym i odbitym, metodą dyfrakcji rentgenowskiej i fluorescencji rentgenowskiej, a także za pomocą spektroskopii Mössbauera i przy użyciu mikroskopu skaningowego. Stwierdzono, że w badanych syderytach można wyróżnić trzy odmiany, różniące się strukturą i składem chemicznym. Odmiany 1 i 2, o strukturze drobnokrystalicznej, zawierają ok. 44-46% FeO. Odmiana 1 odznacza się przy tym zdecydowanie większą zawartością SiO2 i Al2O3, oraz mniejszą zawartością CaO i MgO, w stosunku do odmiany 2. Odmiana 3 to syderyt o strukturze gruzełkowatej (sferolitycznej). Zawiera on ok. 30% FeO, jak również mniej SiO2 i Al2O3, a więcej CaO i MgO, w stosunku do odmian 1 i 2. Szczególną cechą tej skały jest wysoka zawartość P2O5 (1.47%), związana z obecnością apatytu, występującego w przestrzeniach pomiędzy sferolitami.

EN

The aim of the study was to describe the petrographic characteristics of siderites occurring within coal seams of the upper part of the Ruda Beds, in the Eastern part of the Chwałowice Trough, in the Upper Silesian Coal Basin. The investigation was carried out on seven samples, collected from seams no.: 408/1, 408/2 and 409/2. Macroscopic and microscopic, in the transmitted and reflected light, X-ray diffraction, X-ray fluorescence, Mössbauer spectroscopy and scanning microscopy examinations were performed. Three types of siderite, which differ by structure and chemical composition, are distinguished. Types 1 and 2, having fine crystalline structure, contain ca. 44-46% of FeO. Type 1 is characterized by significantly higher content of SiO2 and Al2O3, as well as lower content of CaO and MgO, in comparison to the type 2. Type 3 is a siderite having spherulitic structure. It contains ca. 30% FeO, less SiO2 and Al2O3, and more CaO and MgO, in comparison to types 1 and 2. High content of P2O5 (1.47%), connected with apatite occurrence between spherulites, is a characteristic feature of this rock.

10

Geostatystyczna analiza uwarunkowań pionowych przemieszczeń terenu zidentyfikowanych przy pomocy interferometrii satelitarnej na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowe

Przyłucka M.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 6

9--17

PL

Celem pracy jest zaprezentowanie różnych możliwości wykorzystania satelitarnych danych przetworzonych technikami interferometrii radarowej dla badań pionowych przemieszczeń terenu na obszarze czynnych i zamkniętych kopalń węgla kamiennego. W pracy wykorzystano cztery zestawy danych, w tym zestaw danych rastrowych, interferogramów różnicowych, pozyskanych w technice Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR) oraz trzy zestawy danych punktowych, pozyskanych w technice Persistent Scatterer Interferometry (PSInSAR). Dane obejmowały fragmenty obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) i posłużyły do przeprowadzenia analiz na dwóch obszarach badawczych: „Katowice” (kopalnie czynne) i „Będzin” (kopalnie zlikwidowane). Wykorzystany bogaty zbiór danych pozwolił na określenie przydatności poszczególnych typów danych, jak również wykorzystanych zakresów obrazowania radarowego, do badania pionowych przemieszczeń powierzchni terenu. Analiza powolnych przemieszczeń terenu, zidentyfikowanych na danych punktowych PSInSAR, umożliwiła identyfikację zasięgu wpływów działalności górniczej. Dodatkowo, na przykładzie obszaru kopalni zamkniętych „Będzin” pokazano znaczącą zmianę charakteru występujących pionowych ruchów terenu przed i po zamknięciu kopalni. Analiza szybkich, rzędu centymetrów na miesiąc, przemieszczeń została przeprowadzona na obszarze „Katowice” w oparciu o zestaw danych interferogramów różnicowych. Poprzez zsumowanie wartości osiadania otrzymanych na pojedynczych obrazach, otrzymano mapę przemieszczeń pionowych dla okresu 15 miesięcy. W dalszej części pracy przedstawiono połączenie dwóch typów informacji, punktowej o niewielkich przemieszczeniach oraz rastrowej o dużych przemieszczeniach. Zostało ono przeprowadzone poprzez jednoczesną interpolację otrzymanych wartości, czego wynikiem była kompleksowa mapa pionowych przemieszczeń terenu, przedstawiająca pełen, prosty w odbiorze obraz zmian zaszłych dla okresu luty 2007 – maj 2008 na obszarze Katowic.

EN

The aim of this paper is to present various possibilities of using satellite data processed by radar interferometry techniques for vertical displacement in active and closed coal mines. Four sets of data were used, including one raster data set, differential interferometers processed in Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR) technique, and three sets of point data obtained using the Persistent Scatterer Interferometry (PSInSAR, PSI) technique. The data included fragments of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) area and were used to carry out analyzes of vertical movements in two research areas: „Katowice” (active coal mining area) and „Będzin” (abandoned mining area). The rich set of data allowed to determine the suitability of particular types of data for analysis of vertical deformation of the surface. An analysis of the slow displacement identified on the PSInSAR data points has allowed for identification of the extent of the influence of the mining activity. In addition, the example of the closed mine site „Będzin” shows a significant change in the nature of the occurring vertical movements of the area before and after the closure of the mine. Analysis of fast, centimeters-per-month displacements was carried out in the area of „Katowice” based on the data set of differential interferograms. By aggregating the subsidence values received on individual images, a vertical displacement map for the 15-month period was obtained. In the following part of the paper a combination of two types of information, a small displacement, and a fast displacement has been presented. It was carried out by simultaneous interpolation of the values obtained, resulting in a comprehensive map of vertical displacements for two research areas, showing a full, simple image of deformation occurring between February 2007 and May 2008 in Katowice.

11

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.

12

Dystrybucja pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego ługowania węgla z pokładu 404 KWK „Pniówek” (GZW)

Adamczyk Z., Jakóbik A., Komorek J., Lewandowska M., Osadnik M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

21--37

PL

Celem pracy było określenie dystrybucji pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego chemicznego ługowania próbek węgla z pokładu 404 KWK Pniówek. Na potrzeby pracy wykorzystano pięciostopniową zmodyfikowaną procedurę ługowania opisaną w pracy D.A. Spears. Zawartość REE w uzyskanych roztworach oznaczono metodą ICP-MS). Analizowano oddzielnie udziały REE w próbkach bruzdowych węgla oraz w roztworach będących produktami sekwencyjnego ługowania substancji nieorganicznej i organicznej węgla. Stwierdzono zróżnicowany udział REE w analizowanych próbkach węgla. Normalizacja udziałów REE do chondrytów wykazała obecność małej anomalii ujemnej dla Eu i większej dodatniej dla Gd. Na wszystkich krzywych po znormalizowaniu widoczne jest wzbogacenie próbek węgla w LREE i odpowiednio niższy mało zróżnicowany udział HREE. Podobnym przebiegiem charakteryzują się krzywe po znormalizowaniu uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją organiczną węgla (etap IV-V) i krzemianami. Krzywe normalizacyjne uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją mineralną (etap I-III) dla poszczególnych próbek węgla są podobne. Wszystkie charakteryzują się dodatnimi anomaliami w zakresie Sm-Tb oraz wzbogaceniem udziałów MREE względem LREE.

EN

The aim of the study was to determine the distribution of REE in coal using during the sequential chemical leaching of four coal samples from 404 seam of Ruda beds of “Pniówek” coal mine. The five digestion steps were used to determine REE distribution. In this study adopted the leaching procedure described in work D.A. Spears.The content of REE in obtained solutions was determined by ICP-MS method.The contents of REE in the samples was analyzed in coal and separately in the solutions which were products of the sequential leaching of inorganic and organic substances of coal. It was found that the REE content in coal samples is varied. The contents of REE were normalized to chondrites. It showed a small negative anomaly for Eu and larger positive anomaly for Gd. The enrichment in LREE of coal samples and respectively lower and less diverse of HREE content are shown on all of the normalized curves. The normalized curves obtained for chondrites REE content in the leaching products connected with organic substance (stage IV-V) have a similar course.The normalized curves obtained for chondrites REE content of the leaching products connected with mineral substance (stage I-III) for the individual samples of coal were similar. All these curves are characterized by positive anomalies in the range of Sm-Tb and enrichment in MREE relative to LREE.

13

Wykształcenie litologiczne warstw orzeskich na południowym skrzydle siodła głównego GZW

Borówka B., Jonczy I.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 4

52--55

PL

W strefie przejściowej pomiędzy siodłem głównym a niecką główną występują osady warstw orzeskich, które ostatnio poznano jednym otworem z powierzchni. Rozpoznano część profilu, który uległ znacznym, daleko zaawansowanym procesom wietrzeniowym, o czym świadczy występowanie skał słabo zdiagenezowanych i luźnych o nietypowych dla karbonu brązowo-żółtych barwach. Pobrane z analizowanego profilu próbki skał okruchowych zostały poddane badaniom petrograficzno-mineralogicznym. Na ich podstawie stwierdzono, że reprezentują one piaskowce, mułowce oraz iłowce, których jednym z głównych składników jest kwarc. Badany fragment profilu pod względem litostratygraficznym należy do warstw orzeskich reprezentujących górną część serii mułowcowej (moskow).

EN

Orzesze Beds, which recently have been known by one bore hole from the surface, occur in the transition zone between the main saddle and the main basin sediments. The part of profile under the advanced weathering processes has been recognized, as evidenced by the occurrence of poorly diagenetically formed rocks and loose rocks characterized by unusual for Carboniferous brown-yellow colors. Petrographical and mineralogical tests were carried out for the samples from the analyzed profile. On this basis, it was found that they represent sandstones, mudstones and claystones, which mainly contain quartz. The tested fragment of lithostratigraphic profile belongs to Orzesze Beds representing the upper part of mudstone series (Moscovian).

14

Kompleksowe wykorzystanie przetworzeń DInSAR i PSInSAR w badaniu pionowych przemieszczeń terenu w wybranych rejonach GOP

Przyłucka M., Graniczny M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 3

80--88

PL

W artykule przedstawiono analizę danych pozyskanych z różnych przetworzeń technikami satelitarnej interferometerii radarowej w celu uzyskania mapy pionowych przemieszczeń terenu zaistniałych w ciągu jednego roku na dwóch obszarach badawczych, Bytomia i Katowic. Przedstawiona metodyka łączenia różnych typów danych (DInSAR i PSInSAR), pochodzących z obrazów pozyskanych w różnych pasmach radarowych (C, L oraz X), pozwoliła na zbadanie zarówno małych, milimetrowych ruchów powierzchni terenu jak i bardzo szybkich obniżeń, dochodzących do 58 centymetrów na rok. Wyniki przedstawiono w formie mapy wartości pionowych przemieszczeń na obszarze Katowic dla okresu od 22 lutego 2007 r. do 27 maja 2008 r. oraz na obszarze Bytomia dla okresu od 5 lipca 2011 r. do 21 czerwca 2012 r. Mapy te uzyskano poprzez interpolację złożonego zestawu punktów metodą Simple Kriging oraz warunkowych Symulacji Gaussa. Dodatkowo otrzymano mapy prawdopodobieństwa przekroczenia zadanej wartości progowej, pozwalające określić granice obszaru znajdującego się pod wpływem ciągłych obniżeń powierzchni terenu. Wyniki analiz pozwalają stwierdzić, iż satelitarna interferometria radarowa może w znaczący sposób wspomagać klasyczne metody monitoringu deformacji powierzchni terenów aktywnych górniczo, gdyż umożliwia detekcję powolnych, pozornie nieszkodliwych przemieszczeń, jak i bardzo szybkich obniżeń towarzyszących procesowi powstawania poszczególnych niecek obniżeniowych.

EN

This paper presents an analysis of the dataset obtained from various satellite radar interferometry processing techniques in order to create maps of one-year vertical ground displacements which occurred in two areas of the research - Bytom and Katowice. The presented methodology of combining different types of data (DInSAR and PSInSAR), derived from images acquired at different radar bands (C, L, and X), enabled the identification of small, millimeter-ground surface movements and very fast subsidence, of up to 58 centimeters per year. The results are presented in the form of vertical displacements maps of Katowice area (for the period of 22 February 2007 - 27 May 2008) and of Bytom area (for the period of 5 July 2011 - 21 June 2012). These maps were obtained by Simple Kriging and Conditional Gaussian Simulation interpolation of a complex set of points. In addition, the probability maps were used for determining the boundaries of the area under the influence of continuous ground surface subsidence. The results of analyses allow us to conclude that satellite radar interferometry can significantly support the classic methods of surface deformation monitoring over active mining areas, as it enables the detection of slow, seemingly negligible movements, as well as very fast subsidence associated with the process of formation of individual subsidence troughs.

15

Impact of Mining Activities in the Upper Silesian Coal Basin on Surface Water and Possibilities of its Reduction

Harat A., Rapantova N., Grmela A., Adamczyk Z.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 3

61--69

EN

Due to the deposits of quality hard coal, the area of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) has been one of the most industrialised regions in Europe for centuries. One of the most significant issues in terms of environmental impact and risks related to mining activities are the discharged mine waters. Mine water is pumped to the surface in great amount from mine workings of active underground mines both in Czech and Polish part of the USCB. In the past, the mine waters used to be discharged to nearby watercourses without systematic control of their amount and quality. It resulted in uncontrolled impacts on quality of the main rivers in the USCB. This is why a technically and economically demanding solution was adopted: discharging of mine (but also waste) waters through an artificial channel – so-called “Olza Collector” – directly to the Oder River, i.e. away of the Olza River and its minor tributaries. Automated control and dosing of waters to the Oder River depending on quality of the discharged waters and quality and quantity of the Oder surface water ensures maintaining of the total content of chlorides and sulphates in Oder below 500 mg/dm3 with the efficiency of more than 90% of days in a year.

16

Charakter petrograficzny węgla brunatnego ze złoża Turów przeznaczonego do zgazowania otworowego w instalacji doświadczalnej ex situ

Bielowicz B.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 2

73--78

PL

Za pomocą badań petrograficznych scharakteryzowano budowę pokładu węgla brunatnego ze złoża Turów poddanego procesowi zgazowania w doświadczalnej instalacji ex situ w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” w Mikołowie. Reaktor powierzchniowy ex situ pozwala na symulowane warunków podziemnego zgazowania węgla. Pokład poddany zgazowaniu to głównie węgiel ksylo-detrytowy oraz węgiel bitumiczny. Analiza chemiczno-technologiczna wykazała, że pokład ma dobre własności technologiczne. Ogólnie profilowany pokład wykazuje dużą przydatność do produkcji gazu syntezowego, co potwierdzają wyniki uzyskane w takcie próby zgazowania w reaktorze ex situ.

EN

Petrographic studies were carried out to characterize the structure of the lignite seam from the Turów deposit, which was subjected to gasification process in the ex situ pilot plant in the „Barbara” experimental lignite mine in Mikołów. The Surface (ex situ) reactor allows simulating the conditions of underground coal gasification. The gasified seam is composed mainly of xylo-detritic coal and sapropelic coal. The chemical and technological analysis has shown that the discussed seam has good technological properties. Generally, the profiled seam shows high suitability for the production of synthesis gas, which is confirmed by the results obtained during the experimental gasification in the ex situ reactor.

17

Badanie zmienności i jednorodności gęstości przestrzennej węgla kamiennego w wytypowanych pokładach niezagospodarowanych złóż GZW

Mucha J., Wasilewska-Błaszczyk M., Paszek M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 2

79--85

PL

Stosując metody statystyczne przebadano zmienność i jednorodność oznaczeń gęstości przestrzennej węgla kamiennego w 19 pokładach z 4 niezagospodarowanych złóż węgla kamiennego GZW rozpoznanych wiertniczo. Zwrócono uwagę na ograniczoną wiarygodność wyników opróbowań rdzeni wiertniczych ujętych w dokumentacjach geologicznych. Wykazano, przy zastosowaniu testu wielokrotnych porównań (Gamesa-Howella), niejednorodność zbiorów oznaczeń gęstości przestrzennej w próbkach z badanych pokładów pomimo małej zmienności względnej tego parametru. Stwierdzono, że gęstość przestrzenna węgla jest najsilniej skorelowana z zawartością popiołu. Zaproponowano liniowy model regresji do wstępnej, przybliżonej predykcji gęstości przestrzennej kopaliny w próbkach pobranych w pokładach węgla, w których oznaczono zawartość popiołu.

EN

The variability and homogeneity of bulk density of bituminous coal in 19 seams of four undeveloped deposits of the USCB recognized by drilling were examined by means of statistical methods. The attention was drawn to the limited reliability of the results of core sampling which were presented in geological documentations. A heterogeneity of measurements of coal density, despite the small relative variability of this parameter, was proved with application of a test of multiple comparisons (Games-Howell test). It was stated that the bulk density is the most strongly correlated with the ash content. A linear model of regression for a preliminary, approximate prediction of coal density on the basis of ash content assaying in collected samples was proposed.

18

The analysis of vertical displacements in Upper Silesian Coal Basin area using DInSAR and PSInSAR methods

Kniotek M., Lupa M., Lisowski P.

Geology, Geophysics and Environment

|

2015

|

Vol. 41, no. 1

96

EN

The main goal of this study is an analysis of vertical displacements in Upper Silesian Coal Basin (USCB) using two satellite radar interferometry methods: Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR) and Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar (PSInSAR) (Ferretti et al. 2007). To detect ground deformations using the PSInSAR method many satellite images (even tens) are needed, while using the DInSAR method, a pair of satellite images is needed. Satellite images are provided inter alia by European Space Agency and were obtained between 1990-2001 (PSInSAR) and 1996-2001 (DIn-SAR) by ERS-2 satellite. The USCB is located in south-western Poland and is highly industrialized and densely inhabited region, because of the presence of many active underground stone coal mines. Vertical displacements presented in work are conducted by underground mining exploitation and neotectonic movements. In the main, the DIn-SAR method allows detecting big (a few or several centimeters) and intensive (formed in a few days, 35–140 days) vertical displacements on a big area in the same time. The PSInSAR method in the main allows detecting small and permanent vertical displacements (Leśniak & Porzycka 2008), which are correlated with neotectonic movements. It is note-worthy that results obtained using the PSInSAR method have low coherence in the areas of vertical displacements detected by using the DInSAR method. Big and intensive vertical displacements are not detected while using the PSInSAR method. Only using both methods (DInSAR and PSInSAR) allows generating a complex map of vertical displacements, which is essential for the realization of local zoning plans in the USCB area. Obtained in this work map of vertical displacements is collated with: (1) seismic data from Główny Instytut Geologiczny (GIG), (2) locations of mines in the USCB, (3) borders of coal deposits, (4) tectonics map (Jureczka & Kotas 1995), (5) mining extraction data from Kompania Węglowa S.A.

19

Rare earth elements of orzeskie beds of south-west part Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Adamczyk Z., Białecka B., Całusz Moszko J., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

157--172

EN

The subject of the research concerned the coal samples from 360/1, 361 and 362/1 seams of the Orzesze beds in the “Pniówek” coal mine. The obtained samples were characterized by low ash content – 2.22-6.27% of the mass. The chemical composition of the ash indicates the presence of aluminosilicate minerale in the analyzed coal samples – most likely clay minerals, the presence of which has been confirmed In microscopic tests of the petrographic composition of channel samples of coal. The content of rare earth elements (REE sum) in the ash of the tested coal seams ranged from 364 to 1429 ppm. Variation of the REE content has been observed within a single seam. The fraction of REE indicates a relation with a mineral substance. No relation of the REE fraction and the presence of red beds has been found based on the tested samples. The content of REE found in ash, normalized to chondrites, is characterized by LREE enrichment in relation to HREE. The Eu anomaly is most likely related to tuff and tonstein levels occurring in Orzesze beds, which accompany the coal seams in the Upper Silesian Coal Basin (i.a., south of the studied area). The research has indicated that LREE in the tested samples are more related to the mineral substance, while HREE have a stronger affinity with organic substances.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów 360/1, 361 i 362/1 warstw orzeskich KWK Pniówek. Próbki te charakteryzują się niewielką zawartością popiołu 2,22-6,27% mas. Skład chemiczny popiołów wskazuje na obecność w analizowanych próbkach węgla minerałów z grupy glinokrzemianów najprawdopodobniej minerałów ilastych, których obecność była stwierdzona w badaniach mikroskopowych składu petrograficznego próbek bruzdowych węgla. Zawartości pierwiastków ziem rzadkich (suma REE) w popiołach badanych pokładów węgla wahają się od 364 do 1429 ppm. Obserwuje się zróżnicowanie zawartości REE w obrębie jednego pokładu. Udział REE wykazuje związek z substancją mineralną. Nie stwierdzono związku udziału REE, w badanych próbkach, z obecnością utworów pstrych w stropie karbonu. Zawartości REE oznaczone w popiołach, znormalizowane do chondrytów, charakteryzują się wzbogaceniem LREE wobec HREE. Anomalia Eu związana jest prawdopodobnie z występującymi w warstwach orzeskich (m.in. na północ od obszaru badań) Górnośląskiego Zagłębia Węglowego poziomami tufów i tonsteinów, które towarzyszą pokładom węgla. Badania wykazały, że LREE w badanych próbkach związane są raczej z substancją mineralną, natomiast HREE posiadają silniejsze powinowactwo z substancją organiczną.

20

Participation of quaternary aquifers in groundwater inflow to mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB)

Różkowski K., Różkowski A., Sołtysiak M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

419--437

EN

The Upper Silesian Coal Basin (USCB) is situated within Variscean depression in the southern Poland. Mining of the hard coal, ore and sand deposits in the USCB has a long-lasting tradition. Exploitation Has been carried out with both – open pit and mainly underground operations. The intensity of water inflows to mines depends on geogenic and technological factors. Among geogenic factors the main one is occurrence of thick water – bearing Quaternary sediments in the roof of Carboniferous ore deposits. Among technological factors the essential influence on the inflows to the mine workings have: time, depth and surface of exploitation, as well as drainage intensity.

PL

Górnośląskie Zagłębie Węglowe (GZW) jest niezależnym regionem hydrogeologicznym. W jego zasięgu wydziela się dwa subregiony hydrogeologiczne: północno-wschodni ( I) i południowo-zachodni (II), o odmiennych układach i warunkach hydrogeologicznych. Granicę między subregionami wyznacza zasięg występowania zwartej pokrywy ilastych, izolujących podłoże, utworów miocenu. W zasięgu subregionu I czwartorzędowe poziomy wodonośne znajdują się w więzi hydraulicznej z poziomami wodonośnymi karbonu lub triasu. W subregionie II więź hydrauliczna między karbońskimi i czwartorzędowymi poziomami wodonośnymi występuje tylko w zasięgu erozyjnych okien hydrogeologicznych w utworach miocenu. Na obszarze GZW obserwuje się wyraźne zróżnicowanie miąższości i wykształcenia litologicznego pokrywy utworów czwartorzędowych. Wspomniane utwory są reprezentowane przez piaszczysto-gliniaste osady, których miąższości wahają się w granicach od dziesiętnych metra do ponad 120 m. W zasięgu rejonów górniczych czwartorzędowe poziomy wodonośne są intensywnie drenowane przez wyrobiska górnicze kopalń głębinowych węgla i rud cynkowo-ołowiowych oraz odkrywkowych surowców okruchowych. Eksploatacja górnicza prowadzona jest na skalę przemysłową przez okres ponad dwustu lat. Zawodnienie kopalń jest zróżnicowane i uzależnione od czynników geogenicznych oraz górniczo-technicznych prowadzonej eksploatacji. Przeprowadzone badania wykazały, iż w zawodnieniu kopalń głębinowych podstawowe znaczenie posiada infiltracja wód z czwartorzędowego nadkładu w przepuszczalne podłoże. Aktywność procesu przesączania się wód w podłoże jest uwarunkowana przepuszczalnością, miąższością i wodonośnością utworów czwartorzędowych, udrożnieniem skał serii złożowej długotrwałą eksploatacją oraz odwadnianiem skał aktywnym drenażem górniczym. Utwory czwartorzędowe w obrębie GZW podlegają drenażowi nie tylko w wyniku pośredniego wpływu górnictwa węgla kamiennego, czy rud cynku i ołowiu, ale także są bezpośrednim obiektem eksploatacji, podlegając koniecznemu odwodnieniu. Nagromadzenia bilansowe piasków podsadzkowych udokumentowano, bądź tylko wstępnie rozpoznano dla potrzeb górnictwa węgla kamiennego, wskazując jako najzasobniejsze rejony kopalnych i współczesnych dolin rzecznych Białej i Czarnej Przemszy. Fragmenty dolin i kotlin wypełnionych plejstoceńskimi osadami klastycznymi o wysokiej przewodności objęto granicami Głównych Zbiorników Wód Podziemnych: GZWP nr 453 Biskupi Bór, GZWP nr 455 Dąbrowa Górnicza.