Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

DE-XRT coal preparation image overlapping and adhesion particle segmentation method

He Lei, Wang Shuang, Guo Yongcun

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2022

|

Vol. 58, iss. 6

art. no. 155840

EN

Accurate segmentation of dual-energy X-ray transmission (DE-XRT) coal and gangue image regions are a prerequisite for feature extraction, identification, localization, and separation. A watershed algorithm based on multi-grayscale threshold segmentation (MGTS) is proposed to mark the foreground for the adhesion and overlap of coal and gangue. The grayscale images of foreground objects are segmented using multiple grayscale thresholds, and the number of connected domains is recorded each time. As the gray threshold value decreases, overlapping and adhering objects are gradually separated. The binary image segmented at the grayscale threshold with the most significant number of connected domains is used as a marker region. This marker region is used as the seed point of the watershed algorithm to find the dividing line. The experimental results show that the segmentation accuracy is 91.35%, and the segmentation accuracy of overlapping adhesions of 2, 3, and 4 targets is higher than 90%.

2

Internal mechanism of asymmetric deformation and failure characteristics of the roof for longwall mining of a steeply dipping coal seam

Luo Shenghu, Wang Tong, Wu Yongping, Huangfu Jingyu, Zhao Huatao

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 1

101--124

EN

Stability control of the roof is the key to safe and efficient mining of the longwall working face for a steeply dipping coal seam. In this study, a comprehensive analysis was performed on the roof destruction, migration, and filling characteristics of a steeply dipping longwall working face in an actual coalmine. Elastic foundation theory was used to construct a roof mechanics model; the effect of the coal seam inclination angle on the asymmetric deformation and failure of the roof under the constraint of an unbalanced gangue filling was considered. According to the model, increasing the coal seam angle, thickness of the immediate roof, and length of the working face as well as decreasing the thickness of the coal seam can increase the length of the contact area formed by the caving gangue in the lower area of the slope. Changes to the length of the contact area affect the forces and boundary conditions of the main roof. Increasing the coal seam angle reduces the deformation of the main roof, and the position of peak deflection migrates from the middle of the working face to the upper middle. Meanwhile, the position of the peak rotation angle migrates from the lower area of the working face to the upper area. The peak bending moment decreases continuously, and its position migrates from the headgate T-junction to the tailgate T-junction and then the middle of the working face. Field test results verified the rationality of the mechanics model. These findings reveal the effect of the inclination coal seam angle on roof deformation and failure and provide theoretical guidance for engineering practice.

3

Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 98

151--165

PL

W procesie wydobycia i wzbogacania urobku węglowego powstają znaczne ilości materiałów odpadowych, głównie skała płonna oraz muły węglowe, uznawane za odpad lub surowiec. Podstawowe kierunki zagospodarowania skały płonnej oraz odpadów wydobywczych to produkcja kruszyw, produkcja pełnowartościowych produktów energetycznych oraz roboty likwidacyjne w kopalniach węgla kamiennego i podsadzanie wyrobisk. W pracy przedstawiono propozycję poszerzenia tych działań dla lepszego wykorzystania materiałów odpadowych. Rozpoznano możliwość wykorzystania kruszyw lub odpadów do wypełniania wyrobisk odkrywkowych, również na obszarach będących w zasięgu zbiorników wód podziemnych, możliwość budowy warstw izolujących z materiału odpadowego (muły węglowe) oraz wytwarzanie mieszanek mułów węglowych z osadami ściekowymi celem produkcji materiałów o dobrych właściwościach energetycznych. Analizę przeprowadzono na podstawie badań własnych i danych literaturowych, dotyczących szeregu wybranych parametrów materiałów odpadowych. Wykonano i przedstawiono wstępne badania wielkości ciepła spalania oraz wartości opałowej mułów węglowych w połączeniu z innym materiałem odpadowym, jakim są osady ściekowe. Zaproponowane sposoby i działania wpisują się w dotychczasowe kierunki zagospodarowania, jednak pozwalają na rozszerzenie zakresu stosowania zarówno odpadów wydobywczych, jak i produktów wytwarzanych na bazie skały płonnej czy mułów węglowych. Jednak ze względu na częsty brak stabilnego składu tych materiałów, każdorazowo przed próbą ich zastosowania należy dokonać oceny ich aktualnych właściwości. Wnioskuje się, że istotne jest kontynuowanie badań celem promowania wykorzystania gospodarczego już istniejących metod oraz poszukiwania nowych rozwiązań dla zagospodarowania odpadów wydobywczych.

EN

In the process of extraction and enrichment of coal waste, considerable quantities of waste material are produced, mainly the gangue and coal sludge, considered as waste or raw material. The main directions of the management development of the waste rock are the production of aggregates, the production of energy products and the liquidation works in hard coal mines and the filling of excavations. The paper proposes the extension of these activities to the use of waste material. The possibility of using aggregates or extractive waste to fill open-pit excavations has been proposed, also in areas within the reach of groundwater and the possibility of building insulation layers of waste material and the production of mixtures of hard coal sludge and sewage sludge to produce material with good energy properties. The analysis was based on the author’s own research and literature data related to selected parameters of waste material. This paper presents our own preliminary studies on the amount of combustion heat and the calorific value of coal sludge combined with other wastes such as sewage sludge. The proposed methods and actions are part of the current directions of development, but they allow the extension of the scope of use of both extractive waste and products produced on the basis of gangue or coal sludge. Due to the frequent lack of the stable composition of these materials, their current properties should be assessed each time before attempting to use them. The fact that it is important to continue research to promote existing economic use and to seek new activities or methods has been concluded.

4

Wykorzystanie skały płonnej do uszczelniania składowisk odpadów

Wróbel K., Czechowska-Kosacka A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 11

2206--2209

PL

Odpady wydobywcze powstają jako produkt uboczny działalności górniczej w każdym rodzaju górnictwa. W środowisku naturalnym kopaliny nigdy nie występują samodzielnie, a wspólnie z innymi materiałami kopalnymi. W kopalni węgla kamiennego, po rozdzieleniu urobku górniczego, powstaje kopalina użyteczna oraz odpad wydobywczy, jakim jest skała płonna. Przeprowadzono badania pod kątem wykorzystania skały płonnej do uszczelniania składowisk odpadów.

EN

The coal mining gangue was modified by addn. of Na metasilicate or cracovian loans to decrease the water permeability of the mineral. The prospective use of the coal gangue for sealing of landfills was discussed.

5

Ocena możliwości rekultywacji odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych z wykorzystaniem kruszyw ze skał towarzyszących pokładom węgla kamiennego na przykładzie ZG Janina

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Staszczak J., Mucha J., Paw K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2016

|

R. 57, nr 5

23--33

PL

Wydobywanie węgla kamiennego jest źródłem powstawania znacznych ilości odpadów (skał płonnych), które deponowane na składowiskach nadpoziomowych przyczyniają się do degradacji krajobrazu i mogą zanieczyszczać środowisko gruntowo-wodne. Znaczna część odpadów wydobywczych nadaje się jednak do powtórnego wykorzystania lub też mogą one zostać uznane za surowiec. Jednym z perspektywicznych obszarów zagospodarowania materiału, jest wykorzystanie produkowanych z nich kruszyw do rekultywacji odkrywkowych wyrobisk pogórniczych. Przeprowadzona w pracy wstępna analiza lokalizacji złóż surowców skalnych w regionach: śląskim, małopolskim i świętokrzyskim, (najbliżej kopalń GZW) wykazała, że znajduje się tam wiele wyrobisk odkrywkowych nadających się do rekultywacji z wykorzystaniem kruszyw produkowanych na bazie skał płonnych. Warunkiem jest, aby kruszywa do wypełniania rekultywowanych wyrobisk posiadały odpowiednie parametry jakościowe, zapewniające bezpieczeństwo dla środowiska gruntowo-wodnego w rejonie ich stosowania. Zdaniem autorów, jednym z ważniejszych kryteriów środowiskowych jest budowa hydrogeologiczna podłoża rekultywowanego wyrobiska (istnienie lub brak zbiorników wód podziemnych). Konieczne jest również stałe monitorowanie zanieczyszczeń obecnych w kruszywach (w tymsiarki) poprzez wykonywanie systematycznego opróbowania dostarczanych partii kruszywa. Wstępne badania zawartości zanieczyszczeń, wykonane dla skał płonnych stanowiących bazę dla kruszyw produkowanych w ZG Janina, potwierdziły możliwość ich wykorzystania do rekultywacji wyrobisk odkrywkowych. Do weryfikacji wyników badań oraz poprawności stosowanych metod kontroli jakości kruszyw autorzy proponują zastosowanie wybranych metod analizy statystycznej.

EN

Mining of hard coal is the source of generation of significant amounts of waste rock (gangue), which deposited in above-ground landfills contribute to the degradation of the landscape and may pollute the soil and water environment. Much of the mining waste is suitable, however, for reuse or it can be treated as a raw material. One of the promising areas of its utilization is the use of aggregates produced from the gangue for the reclamation of opencast post-mining pits. The analysis of the locations of rock mineral deposits showed that in the regions of Silesia, Lesser Poland and Świętokrzyskie (closest to the Upper Silesian Coal Basin mines) there is a number of opencast pits suitable for reclamation using aggregates produced on the basis of gangue. The condition is that the materials used for filling the excavations have adequate quality parameters, ensuring safety for the soil and water environment. One of the most important criteria is the hydro-geological structure of the bed of the reclaimed pit (the presence or absence of groundwater reservoirs). It is necessary to constantly monitor the impurities present in the aggregates (including sulfur) by conducting regular sampling of the supplied aggregates. A study conducted for the aggregates produced at Janina Mine confirmed the possibility of their use for reclamation of opencast mines. To verify the results of research and to validate the testing methods for the quality of aggregates, it is proposed to apply selected methods of statistical analysis.

6

Uwarunkowania prawne i środowiskowe rekultywacji wyrobisk odkrywkowych z wykorzystaniem odpadów górnictwa węgla kamiennego lub produktów na bazie skały płonnej

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 90

67--78

PL

Rekultywacja to szereg działań mających przywrócić obszarom zdegradowanym lub zdewastowanym wartości użytkowe lub przyrodnicze. Kierunek i termin wykonania rekultywacji gruntów określają decyzje w sprawach rekultywacji i zagospodarowania. Wypełnianie różnorodnych wyrobisk górnictwa odkrywkowego odpadami wydobywczymi z górnictwa węgla kamiennego lub innym materiałem skalnym powinno się odbywać z uwzględnieniem wymogów zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem gleb, wód powierzchniowych i podziemnych. Odpowiednie przepisy prawne podają wartości graniczne parametrów fizykochemicznych, jakimi powinny się charakteryzować odpady wydobywcze uznawane za obojętne dla środowiska. Jednak w odniesieniu do surowców, będących ubocznym efektem produkcji węgla kamiennego (skała płonna jako produkt w postaci kruszywa), które mogą znaleźć zastosowanie do wypełniania wyrobisk odkrywkowych brak jest jednoznacznych przepisów prawnych dotyczących określania ich bezpieczeństwa dla środowiska. Z tego względu autorzy proponują zastosowanie analizy porównawczej parametrów takich surowców do wymagań prawnych stosowanych do odpadów uznawanych za obojętne i jednocześnie do wymagań prawnych stosowanych dla zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska wód podziemnych i powierzchniowych. W pracy poddano analizie jakość przykładowych odpadów wydobywczych „świeżych" (czyli bezpośrednio z produkcji) górnictwa węgla kamiennego. Wyniki uzyskanych analiz zestawiono w odniesieniu do wymagań prawnych, zawartych w aktach wykonawczych, a stosowanych zarówno do odpadów, jak też do jakości środowiska gruntowo-wodnego. Analizy przeprowadzone w pracy dla 3 próbek odpadów oraz analiza danych archiwalnych dla odpadów wydobywczych pokazują złożoność tematu i konieczność stosowania analizy porównawczej jednocześnie do szeregu wartości granicznych stawianych w różnych rozporządzeniach. Zastosowanie jedynie wybranych rozporządzeń może być niewystarczające dla oceny potencjalnego oddziaływania odpadów lub produktów na bazie skaty płonnej na środowisko. Przykładem tego jest ocena zawartości formy wymywalnej siarki oraz metali, która wykazała brak przekroczeń stężeń określonych w aktach wykonawczych do ustawy Prawo wodne ponadto pozwala zaliczyć analizowany materiał do odpadów obojętnych możliwych do składowania na składowiskach odpadów obojętnych. Jednak analiza formy całkowitej wskazuje na potencjalne zagrożenie dla środowiska, ponieważ stwierdzane są częste przekroczenia dopuszczalnej zawartości siarki i innych pierwiastków w odpadach i kruszywach. Dlatego ocena przedsięwzięcia, jakim jest rekultywacja z wykorzystaniem odpadów wydobywczych lub skały płonnej jako produktu powinna być wykonana z uwzględnieniem wszystkich norm i rozporządzeń w zakresie ochrony środowiska, właściwych dla warunków naturalnych w rejonie prowadzonej rekultywacji w celu udowodnienia, że materiały wykorzystane do wypełnienia wyrobiska będą bezpieczne dla środowiska w odpowiednio długim okresie czasu po zakończeniu prac, z uwzględnieniem dynamiki procesu wymywania zanieczyszczeń z bryty obiektu.

EN

Land reclamation means giving or restoring degraded or devastated land its utility or natural value. The method and deadlines for land reclamation are governed by decisions on land reclaim and development. Backfilling of diverse open cast mine pits with mining waste form coal mining or other raw material consisting of gangue should be carried out taking into account the requirements of contamination prevention, with particular emphasis on soil, surface water and groundwater contamination. The relevant legal regulations provide limits for mining waste which may be considered neutral to the environment. However, with respect to raw materials which are a by-product of coal mining (gangue as aggregates) and which may be used in the process of open-pit backfilling there are no clear legal regulations on environmental safety. For this reason, the authors suggest using in this case comparative analysis of legal requirements for waste which is neutral to the environment and of legal requirements applicable in the prevention of groundwater and surface water contamination. In the study the quality of "fresh" mining waste samples (i.e. directly from production) from coal mining. The results of the obtained analyses were listed in comparison to the legal requirements in secondary legislation regarding both waste, as well as the quality of soil and water environment. The analyses carried out in the work for 3 samples of waste and archival data analysis for mining waste show the complexity of the subject and the need for comparative analysis of a series of threshold values in a variety of regulations. Application of only selected regulations may produce an image which is insufficient for assessing the potential impact of waste or gangue material on the environment. An indication of such mode of conduct is an assessment of the content of leachable forms of sulphur and various metals, which showed no exceedences in relation to the requirements in the regulations pursuant to the Water Act and also generally allows to consider the analysed material as waste deposited in inert waste landfills. However, an analysis of the total form gives a different picture of the potential threats. Frequent exceedences of threshold values for sulphur as well as other elements in the various areas, especially protected ones, are analysed in each case. It is important to qualify a project such as reclamation using mining waste or gangue material from the point of view of meeting a series of standards and regulations on environmental protection in reclaimed sites in order to prove that the materials used for reclamation involving backfilling will be safe for the environment over a sufficiently long period of time, taking into account the dynamics of the process of soil leaching with a object after completion of the work.

7

Optimal pH for Heap Leaching of Low Grade Copper-Cobalt-Iron Ore

Mweene L., Kawala J.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

83--88

EN

Acid heap leaching is a metal extraction process from low grade ores normally 1-2% oxidised valuable mineral using a leachant (e.g. concentrated sulphuric acid (H2SO4). The ore is crushed, cured, agglomerated and stacked on an impermeable pad. Raffinate dosed with concentrated sulphuric (H2SO4) acid is sprayed on the stacked ore to produce a pregnant leach solution. Though cheap the process maybe, it is affected by the pH of the leaching liquor, nominal crushing size, temperature, optimal stacking height, irrigation rate, solid-to-liquid ratio, permeability, gangue minerals, temperature, nominal crush size, ore particle size distribution affect. The aim of this paper is to investigate the most effective raffinate pH for leaching out copper and cobalt from low grade ore. The ore contains malachite (Cu2(CO3) (OH)2), cobalt oxide, hematite (Fe2O3) and about 94 wt. % gangue mineral (CaCO3, CaO and SiO2)content. CaO is highly soluble in acid and SiO2 is also soluble in acid when presence in the form complex compounds such as calcium silicate (CaSiO3, Ca2SiO4) or feldspar (KAlSi3O8) and hence they significantly interfere the heap leaching process. In order to analyse the optimal pH, three samples of different composition were used in our experiments. The samples were ground to a particle size of ≤ 50mm, cured and agglomerated before leaching with the raffinate solution containing Ca2+(12.095%), Fe3+(0.158%), Cu2+ (0.1185%), and Co2+(0.216%) from the solvent extraction dosed with concentrated sulphuric (H2SO4) acid (98%) at different pH ranges (0.3-0.4, 0.54-0.6 and 0.7-1). The effect of the raffinate pH was analyzed by leaching the samples at different pH (0.3-0.4, 0.54-0.6 and 0.7-1) and analyzing the solution and the leach residue via atomic absorption spectrometry (AAS) technique. The one treated at a pH range of 0.54-0.6 yielded the highest concentration of copper (24gpl), cobalt (0.28gpl) and iron (3.65gpl) in the pregnant leach solution and the highest recovery of copper(42.23%), cobalt (21.90%) and iron (47.87%).The leach residue for sample 1 treated with leaching liquor (pH 0.3-0.4) were Cu2+ (0.50%), Fe3+ (1.12%), Co2+ (0.354%) and Ca2+ (0.057%). The leaching residue for sample 2 treated with leaching liquor (pH 0.54-0.6) were Cu2+(0.065%), Fe3+(0.057%), Co2+(0.27%), Ca2+(0.097%) and SiO2(0.31%).The leach residue for sample 3 treated with leaching liquor (pH 0.7-1) were Cu2+ (0.24%), Fe3+ (0.31%), Co2+ (0.31%), Ca2+ (0.25%) and SiO2(0.64%). Since almost all silica was consumed by the leaching liquor in sample 1, more silicic acid was produced as shown in equation (1) which decomposed in equation (2) to produce silica gel. The silica gel reduced the permeability of the leaching liquor by preventing it from reacting with the entire ore leading to less concentrations and recoveries of the valuable (Cu, Co and Fe). The experimental results were compared with the thermodynamic prediction from the FactSage software. [formula]

PL

Kwaśne ługowanie zwału jest procesem ekstrakcji metali z rud o niskiej klasie zazwyczaj 1-2% utlenionego wartościowego minerału przy zastosowaniu ługowania (na przykład stężonym kwasem siarkowym (H2SO4). Rudę kruszy się, konserwuje, aglomeruje i umieszcza na nieprzepuszczalnej podkładce. Rafinat dozowany ze stężonym kwasem siarkowym (H2SO4) jest natryskiwany na ułożoną rudę w celu wytworzenia macierzystego roztworu ługu. Chociaż sposób ten może być tani, to zależy on od pH roztworu ługującego, nominalnej wielkości kruszca, temperatury, optymalnej wysokości spiętrzania, stopnia irygacji, stosunek ciała stałego do cieczy, przepuszczalności, skały płonnej, temperatury, nominalnej wielkości zgniatania, wpływu rozkładu wielkości cząstek rudy. Celem niniejszej pracy jest zbadanie najbardziej efektywnego pH rafinatu do wypłukiwania miedzi i kobaltu z rud niskiej jakości. Ruda zawiera malachit (Cu2(CO3) (OH)2), tlenek kobaltu, hematyt (Fe2O3) i około 94% wag. zawartości skały płonnej mineralnej (CaCO3, CaO i SiO2). CaO jest wysoce rozpuszczalny w kwasie i SiO2 jest również rozpuszczalny w kwasie, jeśli jest obecny w formie związków kompleksowych, takich jak krzemian wapnia (CaSiO3, Ca2SiO4) lub skaleń (KAlSi3O8), a tym samym może znacznie zakłócić proces ługowania zwału. W celu analizy optymalnej wartości pH, w eksperymencie zostały użyte trzy próbki o różnej kompozycji. Próbki zostały zmielone do rozmiaru ≤ 50mm, zakonserwowane i aglomerowane przed ługowaniem w roztworze rafinatu zawierającym Ca2+(12,095%), Fe3+(0,158%), Cu2+ (0,1185%), oraz Co2+ (0,216%) pochodzącym z ekstrakcji rozpuszczalnikowej dawkowanej ze stężonym kwasem siarkowym (98%) w różnych zakresach pH (0,3-0,4, 0,54-0,6 oraz 0,7-1). Wpływ pH rafinatu był analizowany przez ługowanie próbek o różnym pH (0,3-0,4, 0,54-0,6 oraz 0,7-1) i analizę roztworu a także pozostałości ługu za pomocą techniki absorpcyjnej spektroskopii atomowej (ASA). Próbka, którą traktowano roztworem o zakresie pH 0,54-0,6 wykazała najwyższe stężenie miedzi (24gpl), kobaltu (0,28gpl) i żelaza (3,65gpl) w macierzystym roztworze ługu i największy odzysk miedzi (42,23%), kobaltu (21,90%) i żelaza (47,87%). Pozostałość ługu dla próbki 1 traktowana płynem ługującym (pH 0,3-0,4) miała Cu2+ (0,50%), Fe3+(1,12%), Co2+ (0,354%) oraz Ca2+ (0,057%). Pozostałość z ługowania dla próbki 2 traktowana cieczą ługującą (pH 0,54-0,6) miała Cu2+ (0,065%), Fe3+(0,057%), Co2+ (0,27%), Ca2+ (0,097%) oraz SiO2 (0,31%). Pozostałość ługu dla próbki 2 traktowana płynem ługującym (pH 0,7-1) zawierała Cu2+ (0,24%), Fe3+ (0,31%), Co2+ (0,31%), Ca2+ (0,25%) oraz SiO2 (0,64%). Ponieważ prawie cała krzemionka została zużyta przez płyn ługujący w próbce 1, większość kwasu krzemowego została wytworzona jak przedstawiono w równaniu (1), który rozkłada się w równaniu (2), z wytworzeniem żelu krzemionkowego. Żel krzemionkowy zmniejsza przepuszczalność cieczy ługującej, zapobiegając przed reakcją z całą rudą, co prowadzi do mniejszych stężeń i odzyskiwania wartościowych Cu, Co i Fe. Wyniki doświadczalne porównano z prognozami termodynamicznymi z oprogramowania FactSage. [wzór]