Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigations of spoil dump soils in selected areas of the internal spoil heaps of the „PAK Konin Lignite Mine S.A”

Koniuch Urszula, Szymanowicz Sławomir

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 3

29--34

EN

The article presents the scope and methodology of investigations carried out in selected two locations of the internal spoil heaps of Jóźwin IIA and Jóźwin IIB open pits, PAK Konin S.A. Lignite Opencast Mine. The results obtained are also discussed. The studies carried out included geological drilling with undisturbed specimen sampling and borehole core sampling, SCPTu static soundings, and laboratory tests. The work was carried out in the frame of the international project „SUMAD Sustainable Use of Mining Waste Dumps”, financed by the Research Fund of Coal and Steel and co-financed by the Polish Ministry of Science and Higher Education.

PL

W artykule przedstawiono zakres oraz metodykę badań wykonanych w wybranych dwóch lokalizacjach zwałowiska wewnętrznego PAK Kopalni Węgla Brunatnego Konin S.A.: odkrywek Jóźwin IIA oraz Jóźwin IIB. Omówiono również uzyskane wyniki. W ramach przeprowadzonych badań wykonano m.in wiercenia geologiczne z poborem próbek NNS oraz rdzeni wiertniczych, sondowania statyczne SCPTu oraz badania laboratoryjne. Prace wykonano w ramach projektu SUMAD „Zrównoważone wykorzystanie zwałowisk górniczych” finansowanego ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali UE współfinansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki.

2

Właściwości mieszanin gruntowo-popiołowych i ich wykorzystanie w inżynierii środowiska

Rybicki S., Górniak K., Gaweł A.

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

|

2007

|

T. 33, z. 4

439-462

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mieszanin spoistego gruntu zwałowego z odkrywkowej kopalni "Turów" z popiołami lotnymi elektrowni "Turów", spalającej węgiel brunatny z tej kopalni. Do gruntu zwałowego składającego się głównie z iłów mioceńskich z domieszką piasków i żwirów dodawano trzy rodzaje, o różnej zawartości procentowej, popiołu: nieodsiarczany, odsiarczany z palenisk pyłowych i odsiarczany z palenisk fluidalnych. Popioły z gruntem przy wilgotności optymalnej wiązały przez 28 dni, a następnie na próbkach mieszanin oznaczano niektóre cechy fizyczno-mechaniczne oraz skład fazowy, mineralny i rodzaje mikrostruktur. Podobne badania układu fazowego, mineralnego i mikrostruktur wykonano dla składników wyjściowych mieszanin, to jest trzech rodzajów popiołów lotnych oraz dla gruntu zwałowego. W wyniku badań stwierdzono głównie wzrost parametrów wytrzymałości na ścinanie, a zwłaszcza spójności mieszanin z popiołami fluidalnymi, oraz opisano warunkujące ten wzrost zmiany i osobliwości składu mineralnego, fazowego oraz mikrostruktury mieszanin. Wskazano też na kierunki zastosowań mieszanin popiołowo-gruntowych w inżynierii środowiska.

EN

The paper presents the results of studies on physico-mechanical, mineralogical and structural properties of mixtures composed of cohesive dump soils originating from the "Turów" lignite open pit mine and fly ash derived from the "Turów" power plant, which burns lignite from this mine. The dump soils, which include mostly Miocene clays with minor sands and gravels were mixed with variable proportions of raw fly ash, desulphurized fly ash from pulverized fuel furnaces and desulphurized fly ash from fluidized fuel furnaces. Fly ash and soil mixtures have been subjected to setting for 28 days under the optimum moisture content. Then physical and chemical properties, phase composition, mineralogical composition and microstructures were determined. Similar properties were measured for soils and for three types of fly ash. The results demonstrated the increasing shear strength parameters - mainly cohesion, particularly for mixtures of fluidized fly ash and soil. The changes and pecularities of mineral and phase compositions, and mixrostructures were described, which control the properties of mixtures. The possible applications of fly ash and soil mixtures in environment engineering were proposed.

3

Shear strenght properties of waste material several years after disposal

Suchnicka H.

Archives of Mining Sciences

|

2000

|

Vol. 45, nr 1

47-71

EN

The primary objective of the study was to examine the strength properties of the waste material. So far, these properties have not been sufficiently well recognized and, what is more, they are known to vary with time and with the increasing thickness of the overlying material. This is mainly due to the ever changing structure of the material. At the first stage (I) the material assumes a two-storey structure (Fig. 1 a), which changes with time elapsed through stage II (Fig. 1 b) until the process of transformation has been completed at stage III (Fig. 1 c) to produce a breccia-like structure. The scheme of relations between successive stages (vertical stresses [sigma] and strains [epsilon] or shear stresses [tau] or density (Q)) are plotted in Fig. 2 (solid lines). The same relations for undisturbed soils are shown in the same figure (dashed lines). The laboratory tests were carried out on samples of waste material (set S) disposed of on a spoil heap about 5 years earlier and collected at the depth of 20 to 50 m. Those were unconsolidated undrained triaxial compression tests under strain-controlled conditions (at a strain rate ranging from 4.5 to 5.3 m/h) and at a cell pressure approaching that occurring in the waste heap. Particular consideration was given to a detailed identification of the physical properties of the material. The variability of the basic physical parameters (w, q) in the S-set (sample 7) for three regions differing in size is shown in Table 1. To support the experimental material for the needs of further analysis, the results of some previous tests were used in this paper. These previous tests were carried out on samples collected at the same spoil heap about 5 years earlier. The samples represented a much larger region because they were obtained from 15 boreholes at the depth of 5 to 90 m, although the scope of recognition of the physical properties was significantly simpler. This set of specimens is referred to as Set T. The larger number of specimens in Set T allowed statistical analysis of the effect of age and pressure on the water content and density values in the distinguished subsets. The results of the investigations into the physical properties (for both sets) are plotted in Figs 3, 4, and 5. Successive figures (Fig. 6 for specimen 4 and Fig.7 for specimen 6 of Set S) show typical results of the strength tests. All shear strength data for this set are plotted in Fig. 8. For clarity, Fig. 9 includes only extreme values of the shear strength for the much larger sample set T. The scattering of shear strength results for Set S and Set T is very large if the description is made in terms of total stresses, and surprisingly small if shear resistance is described in terms of effective stresses. It is the inhomogeneity of the material that should be blamed for the failed attempt to estimate the values of apparent strength parameters for each set of three specimens collected at the same depth. Only sometimes it was possible to estimate effective strength parameters (Table 5). Figure 10 shows the distribution of shear resistance (qf) for the specimens of Set S in the vertical profile. On the left-hand side there are values of the cell pressure [sigma]0 at which each test was carried out, as well as the values of the pore pressure (u0) involved by this cell pressure. To compare these two quantities with the pressures generated by the self weight of the soil or water the values of the latter were shown in Fig. 10 by two lines - solid for soil and dashed for water. There is no clear relationship between pore water pressure and current stress state irrespective of whether the loading is isotropic or anisotropic (i.e. at failure), Figs 11 and 12. And this means that Skempton's pore pressure parameters are very difficult to estimate (if at all), especially in the case of parameter A. The test results are summarized in Fig. 13 and Table 6. The plots show areas of shear strength scattering for Set S, Set Tand natural (undisturbed) soil displaying a physical state and plasticity similar to those of the waste material. Figure 13 also includes the resultant lines (lines with points). Summing up, the investigations of the waste material even from the same borehole evidenced a strong random inhomogeneity, which manifested not only in the physical state (varying from very stiff or hard to very soft or even liquid) but also in the values of absolute shear strength, i. e. those described in terms of total stresses. On the other hand, it was surprising to find that both in the present test (Set S) and in our previous studies (Set 7} the description of the shear strength in terms of effective stresses was incredibly precise. The problem calls for further reconnoitring (both laboratory and in situ) investigations. In situ investigations should primarily aim at measuring and describing the pore pressure distribution in the waste material But is another major question which calls for answer: Does the age of the waste material and the pressure of the overlying strata affect the physical and mechanical properties or not, if the material has overlain the spoil heap for several years? In situ investigations should also aim at providing data on the position of the weakness zones in the heap. Penetration tests seem to be best suited for this purpose.

PL

Przedmiotem szczegółowej analizy - przede wszystkim dotyczącej cech wytrzymałościowych, ale też i stanu fizycznego - są wyniki badań laboratoryjnych materiału zwałowego, zalegającego od ponad 5 lat, na głębokości 20-50 m. Porównywane są one z rezultatami wcześniejszych badań, Przeprowadzonych na próbkach pochodzących w prawdzie z większego obszaru i z większych głębokości, lecz niestety o węższym zakresie. Badania zostały wykonane na próbkach o naturanej wilgotności, w warunkach trójosiowego ściskania, z pomiarem ciśnienia wody w porach. Wymuszenie zadawane było w pomieszczeniach, z prędkością (4,5-5,3) mm/h, przy ciśnieniu bocznym (w komorze aparatu) zbliżonym do panującego w warunkach naturalnych. Podczas interpretacji wyników badań, dużą uwagę poświęcono ocenie wpływu na wartości parametrów wytrzymałościowych wyboru warunku, jaki oznaczałby przejście materiału w stan graniczny. Potwierdzona zastała ogromna - losowa - niejednorodność materiału zwałowego, manifestujaca się nie tylko w dużych rozrzutach wartości parametrów fizycznych, ale też różnymi stanami materiału (niejednokrotnie próbki pochodzące z tego samego otworu wiertniczego wykazywały tak różne stany, jak np.: zwarty i półzwarty, czy miękkoplastyczny, a nawet płynny). Pewnym zaskoczeniem był fakt, odnotowany zarówno w badaniach ostatnio przeprowadzonych, jak i wczesniejszych, że mimo ogromnej zmienności bezwzględnych wartości oporu ścinania zwałowego, oceny jego wytrzymałości, przeprowadzone w nawiązaniu do wartości naprężeń efektywnych, okazały się tak dokładne. Wyjaśnienie tego zagadnienia wymaga dalszych, pogłębionych studiów, a nade wszystko badań i to badań "in situ", zarówno samego oporu ścinania, jak i ciśnienia wody w porach materiału.