Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Groundwater Quality in the Vicinity of an Abandoned Mining Site – The M'fis Mine, Southeast of Morocco

Abdellaoui Mohamed, Abdaoui Abdellali, Boukhoubza Fadila, Ait Boughrous Ali

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 6

292--299

EN

The diagnosis of the current state of the environment (groundwater quality and tailings composition) was carried out in the vicinity of the M’fis mine (Southeast of Morocco) in order to evaluate the impact of mine tailings on groundwater. Water samples from the well in the center of the mine site and from other nearby wells were collected and analyzed. In addition, the characterization of the tailings shows the presence of sulfides and other chemical elements, constituting the main source of pollution. In turn, the results of geochemical analyses show that groundwater is characterized by low levels of metals, despite the presence of these pollutants in the tailings and in the waste rock piles. The concentrations of metallic trace elements in well groundwater, slightly exceeding the standards of potability (the WHO standard), remain acceptable for irrigation and for livestock. These results can be explained by the carbonate geological formation, constituting the transfer medium of the pollutants towards the aquifer and also by the weak circulation of the metal ions under the desert climate which prevent dissolution and infiltration.

2

Evaluation of pre-jamming indication parameter during blind backfilling technique

Panda S., Pal S. K., Murthy P. V. S. N.

Journal of Sustainable Mining

|

2016

|

Vol. 15, iss. 3

100--107

EN

Hydraulic blind backfilling is used to reduce subsidence problems above old underground water-logged coal mines. This paper describes experimental research on a fully transparent model of a straight underground mine gallery. An automatic data acquisition systemwas installed in the model to continuously record the sand and water flowrates along with the inlet pressure of the slurry near the model's inlet. Pressure signature graphs and pressure loss curves with bed advancement under different flow conditions are examined. Pressure signature analyses for various flowrates and sand slurry concentrations are conducted to evaluate a pre-jamming indication parameter, which could be used to indicate the arrival of the final stage of filling.

3

The problem of carbon dioxide emissions from closed coal mine shafts – the overview and the case study

Wrona P., Sułkowski J., Różański Z., Pach G.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

587--600

EN

Greenhouse gas emissions are a common problem noticed in every mining area just after mine closures. However, there could be a significant local gas hazard for people with continuous (but variable) emission of these gases into the atmosphere. In the Upper Silesia area, there are 24 shafts left for water pumping purposes and gases can flow through them hydraulically. One of them – Gliwice II shaft – was selected for inspection. Carbon dioxide emission with no methane was detected here. Changes in emission and concentration of carbon dioxide around the shaft was the aim of research carried out. It was stated that a selected shaft can create two kinds of gas problems. The first relates to CO2 emission into the atmosphere. Possible emission of that gas during one minute was estimated at 5,11 kg CO2/min. The second problem refers to the local hazard at the surface. The emission was detected within a radius of 8m from the emission point at the level 1m above the ground. These kinds of matters should be subject to regular gas monitoring and reporting procedures.

PL

Emisja gazów cieplarnianych jest problemem dotyczącym wszystkich zagłębi górniczych węgla kamiennego na świecie. Problem ten nie kończy się wraz z likwidacją zakładów górniczych. Jako najbardziej prawdopodobne źródła emisji metanu lub/i dwutlenku węgla ze zlikwidowanej kopalni uznawane są uskoki tektoniczne, zlikwidowane lub nieczynne szyby kopalniane, obszary wychodni pokładów węgla, krawędzie dawnej płytkiej eksploatacji itd. (Czaja, 2011; Dziurzyński et al., 2004; Sułkowski & Wrona, 2006). Wypływy gazów cieplarnianych na powierzchnię terenu po pierwsze oddziałują negatywnie na stan atmosfery, a po drugie mogą tworzyć lokalne, tym niemniej przejściowe, zagrożenie dla bezpieczeństwa powszechnego. W pierwszym rozdziale artykułu przedstawiono obecny stan wiedzy na świecie dotyczący poruszanego zjawiska. Stanowiło to przesłankę do podjęcia badań, których rezultaty przedstawiono w kolejnych rozdziałach. Stwierdzono także, że w żadnym kraju nie są prowadzone procedury pomiarów i raportowania emisji gazów cieplarnianych z obiektów tego typu. Następnie przedstawiono wyniki badań dotyczących emisji dwutlenku węgla z wybranego, nieczynnego szybu górniczego oraz imisji tego gazu w otoczeniu szybu. Na obszarze Górnego Śląska pozostawiono 24 szyby kopalniane dla prowadzenia odwadniania. Są to szyby aerodynamicznie drożne. Do badań wybrano jeden z nich, nieczynny szyb „Gliwice II”. Podczas badań wstępnych stwierdzono znaczące ilości wypływającego dwutlenku węgla przy braku obecności metanu w mieszaninie gazów. Jako, że emisja gazów ze zlikwidowanej kopalni ku atmosferze może być porównana z emisją gazów ze zrobów do powietrza płynącego poprzez czynna kopalnię (Krach, 2004; Drzewiecki, 2004), uznane jest, że zależy od wielu czynników (w tym głównie od wahań ciśnienia atmosferycznego, ale także od różnicy gęstości gazów i powietrza atmosferycznego (Grzybek, 2012; Wrona et al., 2014). Harmonogram badań przewidywał okresowe pomiary od lutego do maja 2014r. głównie w trakcie zniżek barycznych. Pomiary emisji prowadzono na trzech zidentyfikowanych otworach wylotowych w płycie zamykającej szyb (Fig. 2-3). W każdym otworze przeprowadzono badania wstępne dotyczące określenia jednorodności koncentracji gazu w całym profilu. Do pomiarów prędkości powietrza zastosowano metodę trawersu ciągłego. Stwierdzono, że największa wartość emisji dwutlenku węgla wyniosła 2,69 m3/min (Tab. 2), co przy uwzględnieniu średniej gęstości tego gazu (1,9 kg/m3) odpowiada 5,11 kg/min. Otrzymany wynik jest wartością chwilową, natomiast daje pogląd na możliwą skalę maksymalnej emisji. Otrzymano także nowe wyniki dotyczące wpływu różnicy pomiędzy temperaturą gazu, a temperaturą atmosfery na wielkość emisji gazu. Dnia 14.03.2014 pomimo zniżki barycznej o tendencji –0,53 hPa/h wielkość emisji dwutlenku węgla dochodziła do 1,66 m3/min (Tab. 2). Natomiast 28.02.2014 pomimo spadku ciśnienia o mniejszej wartości tendencji barycznej, wynoszącej –0,4 hPa/h, wartość emisji była największa. Analizując wyniki przeprowadzonych pomiarów psychrometrycznych powietrza atmosferycznego i gazu stwierdzono, że w pierwszym przypadku różnica temperatur gazu i atmosfery wynosiła –0,1°C, natomiast w drugim przypadku 6,0°C. Pomiary emisji dwutlenku węgla wokół szybu „Gliwice II” prowadzono na poziomie gruntu i na wysokości 1m nad gruntem w oparciu o założoną siatkę pomiarową (Fig. 3). W każdym z punktów pomiarowych pozostawiono detektor gazów MulitRae Plus (z automatycznym zapisem danych) na czas dwóch minut z ustawionym interwałem próbkowania 30 sekund. Otrzymane cztery wyniki dla każdego punktu następnie uśredniono. Mapy izolinii stężenia dwutlenku węgla wokół szybu Gliwice II wykonano w programie Surfer 8. Przykład z 21.05.2014 przedstawiono na Fig. 5. Stwierdzono, że zasięg podwyższonego stężenia dwutlenku węgla może sięgać 8 m od punktowego źródła emisji na wysokości 1 m, a na poziomie gruntu może tę wartość przekraczać.

4

Long-term Geomechanical Observation in the Jeroným Mine

Kalab Z., Lednicka M.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 5

1513--1524

EN

Geomechanical measurements have been carried out in the medieval Jeroným Mine since 2001. At first quarterly observation and later also continual monitoring by distributed measurement network were used. The network includes a number of different sensors that have been installed in selected places of underground spaces. There have not been any manifestations documenting dangerous changes of stability during the period of monitoring (2001-2015). The results of accomplished measurements from all convergence profiles confirm the total stability of all underground spaces. However, a number of places have been documented as potentially unstable. Measured values of selected parameters are presented in the paper, namely, movements along fractures, changes of stress tensor and fluctuations in the level of mine water table.

5

Seismic characterization of an abandoned mine site

Arosio D., Longoni L., Papini M., Zanzi L.

Acta Geophysica

|

2013

|

Vol. 61, no. 3

611--623

EN

The near-surface rock structure that covers an abandoned marl mine nearby the village of Montevecchia (Italy) was investigated through a combination of seismic surveys. The methods selected for these investigations were refraction seismics and multichannel analysis of surface waves (MASW). A sort of transillumination experiment was also attempted. All the methods were successful and gave complementary information. Refraction seismics was used to characterize the upper low velocity layer and the second layer of the near-surface structure. The MASW method was necessary to assess the existence of a velocity inversion revealing the presence of a low velocity layer between the 2nd layer and a 4th high velocity layer covering the upper mine gallery. The transillumination experiment validated the presence of the 4th layer and gave an estimate of the average velocity that represents a lower boundary for the P-wave velocity within this layer. Both the refraction and transillumination data were analysed to derive average estimates of attenuation level and rock quality factor.

6

The possibilities of metal concentration decrease in acid mine drainage

Balintova M., Luptakova A., Junakova N., Macingova E.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2009

|

z. 54 [266]

9-17

EN

Degradation of surface water quality that is in contact with acid mine drainage belongs to the serious environmental problems in Slovak Republic. Mainly abandoned sulphide mines produce AMD with high metal concentrations and low value of the pH (about 3-4) which has negative impact on water ecosystems. Nowadays treatment of AMD incIudes passive and active systems. While passive treatment systems don't require continuous chemical inputs and that take advantage of naturally occurring chemical and biological processes to clean contaminated mine waters, active treatment system involves controlled physical, chemical and biological methods often based on pH increasing and the recovery of precipitate metaIs from AMD sludge. The paper presents results of used selected physical-chemical and biological-chemical methods of AMD treatment for aluminium, copper, iron, manganese and zinc removal from acid mine water originated in mine Smolnik in Slovak Republic.

7

Applied technologies to prevent environmental risks after mine closure in Japan and future perspectives

Masuda N., Nagae S., Sato N., Osame A., Asano H.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

T. 24, z. 3/1

389-398

EN

Mine pollutions have been a serious issue in Japan since the 1970s. Efforts have been poured into technical development to recover the previous nature continuously for over 30 years. There are many successful R&D examples undertaken so far, and many of the results were practically applied to the abandoned mine sites. Accordingly, the problems aroused have been gradually solved, and most of them have been extinguished by these efforts. However, the AMD treatments must be continued as long as the pollutant is generated. Costs for perpetually continuing water treatment operation, disposal spaces for continuingly generating sludge, decrepit facilities and tightening regulations on the environment are recent emerging problems. In this paper, mining and environmental issues in Japan, including the outline of the legal structure and commonly used technologies to prevent mine pollutions, are explained. Then, technology outlines, results, applications and the implemented period of R&D projects so far carried out, such as 'Vegetation of tailing dam area', 'Adit plugging technology', and 'Sealing technology of mineralized zone', etc., are summarized briefly, and the latest projects, such as 'Bacterial oxidation and two-step neutralization process', 'Mine drainage control technology by polymer use' and 'Water treatment process for newly regulated elements' are described as well. In the last part of this paper, future perspectives on the technologies are discussed. A basic concept of technologies on mine pollution prevention is considered that the mine pollution prevention is to prevent toxic substances diffusions; therefore a basic idea to prevent mine pollutions should be to prevent generation of the pollution itself, or to complete a treatment or disposition of the toxic substances only inside themine. To realize this basic idea, new technologies are proposed both for the 'Mine drainage treatment', which is to process and control the wastewater or seepage water quality under certain toxic contents levels to avoid the environmental impact on the downstream areas, and the 'Pollution sources', which are the way to mitigate the burden to the environment by controlling the pollution sources. To responding on the 'New regulatory orders' and to introducing the 'Passive treatment' which has not been practically applied in Japan, were discussed as well.

PL

Zanieczyszczenia pochodzące z kopalni są poważną kwestią w Japonii od lat siedemdziesiątych XX wieku. W ciągu ponad 30 lat włożono wiele wysiłku w opracowanie sposobów przywrócenia stanu pierwotnego. Wiele przykładów udanych prac badawczych podjęto do tej pory, wiele wyników tych prac stosuje się w praktyce w dawnych kopalniach. Problemy zostały stopniowo rozwiązane, a dzięki podjętym staraniom większość z nich została rozwiązana. Zabiegi AMD muszą być jednak prowadzone tak długo, jak długo generowany jest polutant. Koszty ciągłego uzdatniania wody, zapewnienia przestrzeni dla usuwanie generowanego osadu, niszczejących instalacji i coraz ostrzejszych przepisów ochrony środowiska są nowszymi problemami, jakie się pojawiają.

8

Mathematical model of gas out tlow from abandoned coal mine through untight shaft under the influence of atmospheric pressure changes

Sułkowski J., Wrona P.

Archives of Mining Sciences

|

2006

|

Vol. 51, no 1

89-99

EN

Process of mine gas out flow from an abandoned coal mine has been observed in every coal basin. It was remarkable cause of hazard for environment and for the people because of high concentration of methane and carbon dioxide in the gases. Mathematical description of this process - occurring through untight, closed down shaft having proper contact area with goafs - has been presented in this article. The model is based on system of two differential non-linear equations with assumption of the absence of heat exchange and with the presence of aerodynamic resistance as lumped resistance 'for considered shaft. "Wyplyw v.l ,0" - software has been created to obtain the solution for the system of the equations. A lot of measurements of volume flow have been performed to take verification of the model. Volume flow of outflowing mine gases was being measured through gaps of concrete plate covering liquidated "]erzy". The shaft is located in the area of abandoned "Zabrze" coal mine. The measurements were being conducted in pseudo-continous way, it means the results were being taken every hour during pressure drops. Proposed model is correct description for this phenomenon.

PL

Problemy oddziaływania podziemnej kopalni węgla kamiennego na środowisko nie kończą się z chwilą jej likwidacji. Na terenach likwidowanych kopalń odnotowane są zjawiska osiadania terenu, podnoszenia zwierciadła wód prowadzące do zalania części terenów, samozagrzewania się składowisk odpadów pogórniczych oraz wypływy gazów kopalnianych na powierzchnię terenu. Wypływy gazów kopalnianych na powierzchnię po likwidacji kopalń zaobserwowano we wszystkich zagłębiach górniczych Europy. Były i wciąż są one przyczyną powstania zagrożenia dla środowiska, w tym dla człowieka, ze względu na stwierdzone duże stężenia m.in. metanu i dwutlenku węgla w wypływających gazach. Istnieje kilka rodzajów przepływu gazów kopalnianych ze zlikwidowanej kopalni w kierunku powierzchni: przepływ dyfuzyjny, filtracyjny, konwekcyjny oraz dyskutowany w niniejszym artykule hydrauliczny (jedno-wymiarowy) zachodzący we wszystkich otworach i szczelinach łączących podziemny zbiornik gazów z atmosferą. Zmiany parametrów fizycznych atmosfery (najistotniejsze są zmiany wartości ciśnienia atmosferycznego) są najważniejszymi przyczynami ruchu gazów i powietrza pomiędzy górotworem a atmosferą. W artykule przedstawiono matematyczny opis wypływu gazów kopalnianych przez nieszczelny, zlikwidowany szyb, mający kontakt z dostateczną objętością zrobów (rys. l ). Wynikiem obliczeń jest końcowa wartość natężenia objętościowego gazów kopalnianych wypływających z podziemnego zbiornika, posiadającego kontakt z atmosferą poprzez zlikwidowany szyb. Model reprezentuje układ dwóch równań różniczkowych, nieliniowych (5), o stałych skupionych przy założeniach braku wymiany ciepła z otoczeniem, przyjęciu objętości i masy akustycznej oraz oporów płyty zamykającej zlikwidowany szyb i oporu szybu. Układ równań (5) jest modyfikacją równań (3) i (4) opisujących przepływ powietrza w wyrobisku pod wpływem włączenia wentylatora. Wartość oporu zlikwidowanego szybu przyjęto na podstawie Polskiej Normy, a pozostałe potrzebne dane zaczerpnięto z dostępnej dokumentacji szybu i literatury dotyczącej oporów wyrobisk, a także na podstawie pomiarów wstępnych. Dla rozwiązania układu równań napisano program "Wypływ v.I,O". Program powstał w języku Delphi i został oparty o przykłady dołączone do książki "Metody numeryczne w Delphi 4". Przy napisaniu programu pomogli dr inż. 1. Krawczyk oraz mgr inż. T. Zbrożek. Do rozwiązania układu równań różniczkowych, nieliniowych zastosowano metodę Rungego-Kutty o zmiennym rzędzie. Program wykorzystuje prosty algorytm (rys. 2) uwzględniający zadane przez użytkownika dane (parametry zlikwidowanego szybu i umownego podziemnego zbiornika gazów) oraz zmiany ciśnienia atmosferycznego dla poszczególnych, godzinnych przedziałów czasowych. Rezultaty końcowe obliczeń dla poprzedniej iteracji są zarazem wartościami początkowymi dla kolejnej. Obliczenia są możliwe jedynie dla przypadku zniżek barycznych trwających maksymalnie dwadzieścia cztery godziny. W programie jest także opcja graficznej interpretacji zmian wydatku objętościowego wypływających gazów w czasie. W celu weryfikacji modelu przeprowadzono pomiary wydatku objętościowego gazów kopalnianych wypływających przez wybrany szyb "Jerzy" znajdujący się na terenie zlikwidowanej kopalni ,,Zabrze". Płyta zamykająca szyb jest mocno spękana i nie zawiera otworu zasypowego ani kominka. Pomiary prowadzone były w sposób quasi-ciągły, tj. w odstępach godzinnych w czasie trwających zniżek barycznych po uszczelnieniu płyty i pozostawieniu jedynie otworu zastępczego nad otworem o stwierdzonej wcześniej największej prędkości wypływających gazów. Uzyskane rezultaty pomiarów to przyrost wydatku objętościowego gazów kopalnianych równy 11,26 m3/min po 10 godzinach obserwowanego wypływu w dniu 13.10.2004 r. oraz przyrost równy 21,80 m3/min po 9 godzinach w dniu 18.01.2005 r. Porównanie rezultatów pomiarów i obliczeń potwierdza, że zaproponowany model opisuje zadowalająco badane zjawisko gdyż różnica rezultatu obliczeń w stosunku do rezultatów pomiarów wynosi +0,62 m3/min dla jednej godziny dla przykładu z 13.10.2004 r. oraz +O,33m3/min dla jednej godziny dla przykładu z 18.01.2005 r. Przeprowadzone pomiary zmian stężeń COz w gazach wypływających przez zlikwidowany szyb "Jerzy" oraz obserwacje rocznych zmian ciśnienia atmosferycznego pozwoliły na oszacowanie możliwej rocznej emisji COz z badanego szybu. Przy założeniu średniego stężenia COz równego 8% dla pojedynczej zniżki w wypływających gazach emisja wynosi 988 Mg/rok, co stanowi około 2,5% rocznej średniej emisji tego gazu określonej dla jednej czynnej kopalni z grupy kilku kopalń badanych przez J. Zgadzaj (EMAG).