This paper presents a simple model which can be used to calculate the following values: critical depth for which the well integrity is preserved in a shale or coal horizon with actual shale/coal mechanical parameters, actual mud density and reservoir parameters; minimum mud density at which stress concentration at the wellbore wall is below the allowable limit for a given rock’s mechanical parameters, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient; mud density required for the preservation of shale/coal integrity at the wellbore wall at any depth, assuming that the strength parameters of shale or coal, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient are constant. The appropriate equations were derived using the maximum principal strain hypothesis, which holds for brittle materials. It was also assumed that the radial pressure at the borehole wall is caused by the weight of overburden rocks. The author’s intention was to provide formulas which are as simple as possible and which can be easily used in practice. The final equations were based on the solution to the Lame problem, which was adopted to represent a vertical drilling well with a circular cross-section and filled with mud whose hydrostatic pressure is assumed to oppose the pore pressure. Included are effects of silt swelling pressure, overburden pressure, mud density and the mechanical properties of the rock – including the unconfined compressive strength and Poisson’ s ratio. In the case of shale or silty coal layers, the swelling pressure increases the volume of the clay minerals in the pores by diffusion the mud filtrate, which reduces the pore volume and increases the pore pressure, and therefore impacts the calculations. Presented model allows for derivation of the Hubert–Willis formula for fracturing pressure or fracture pressure gradient, which are commonly used in the oil industry. The calculation results are presented using data from the domestic oil industry and data from one of the Polish coal mines.
PL
W artykule podano prosty model umożliwiający obliczenie następujących wielkości: głębokości krytycznej, w jakiej pokład łupków lub węgla zachowa integralność przy danych parametrach mechanicznych łupku lub węgla, danej gęstości płuczki i znanych parametrach złożowych; minimalnej gęstości płuczki, przy której koncentracja naprężeń na ścianie otworu nie przekracza granicy dopuszczalnej dla danych parametrów mechanicznych łupku lub węgla oraz gradientu ciśnienia i nadkładu; gęstości płuczki, przy której zachowana będzie integralność ścian otworu w warstwach łupku lub węgla w każdej głębokości dla danych parametrów mechanicznych łupku, przy stałym gradiencie ciśnienia i nadkładu. Wyprowadzono odpowiednie wzory, przyjmując hipotezę wytrzymałościową maksymalnego wytężenia materiału stosowaną w przypadku materiałów kruchych. Przyjęto również, że przy założeniu odkształceń sprężystych ciśnienie radialne na ścianie otworu jest spowodowane ciężarem skał nadkładu. Intencją autorów było podanie możliwie jak najprostszych wzorów, które mogłyby zostać zastosowane w praktyce. Wykorzystano rozwiązania tzw. problemu Lamégo, to jest rozpatrywano stan naprężeń na ścianie pionowego wyrobiska o przekroju kołowym, traktując skałę jako materiał sprężysty. We wzorach na wielkość naprężeń na ścianie wyrobiska o przekroju w kształcie okręgu uwzględniono wpływ ciśnienia pęcznienia, ciśnienia wywieranego przez nadkład, gęstość płuczki, jak również parametry wytrzymałościowe łupku/węgla, w tym wytrzymałość na ściskanie w jednoosiowym stanie naprężeń i współczynnik Poissona. W przypadku warstw łupków lub węgli zailonych ciśnienie pęcznienia powoduje zwiększenie objętości minerałów ilastych w porach w wyniku dyfuzji filtratu płuczki, co zmniejsza objętość porów i zwiększa ciśnienie porowe, a zatem wpływa na wyniki obliczeń. Przedstawiony model pozwala na wyprowadzenie z niego powszechnie stosowanego w przemyśle wzoru Huberta–Willisa, podającego wielkość ciśnienia szczelinowania skał na ścianie otworu oraz gradientu ciśnienia szczelinowania. Przedstawiono wyniki obliczeń dla danych z otworów z krajowego przemysłu naftowego oraz jednej z polskich kopalni węgla kamiennego.
MOIL Limited is operating 7 underground and 3 opencast mines in central India and producing annually more than 1.3 million tonnes of various grades of manganese ore. The underground mines are operating at shallow - 90 m at Munsar mine to moderate - 353 m at Balaghat mine below the surface with horizontal cut and fill (HCF) or its variant method of stoping with post filling by hydraulic sand stowing. The Munsar mine is being worked underground since 1903. The opencast mining is presently stopped. The ore body below the opencast quarry is geological continuity of the area excavated in past by opencast method of mining. The underground mining is done through the adit in three levels i.e. 270’L, 220’L, 170’L and by incline in western part of the property at 70’L. The horizontal drift development has been developed in the manganese ore body with sill drive of 5 m above the sill pillar in lower level at 70’L and barrier pillar of 5 m thickness is left for protection of upper level at 170’L. Valuable mineral has been locked in sill pillar and therefore rock mechanics investigations have been carried out. On the basis of study now the drift development has been carried out in footwall rock at 70’L, (-) 30’L and below levels and it has improved the minable manganese ore by about 20%. In this modified HCF stope design, an alternative fill material in place of sand, which has been developed in house by use of overburden (OB) material after treatment, has been used for hydraulic stowing. The experimental trials find out that the alternative fill material of OB is more compact and forms a non-expansion floor for the men and machines in the stope. This will certainly help in the introduction of mobile underground mining equipment for drilling in the stopes and mechanical mucking, transportation and loading of the ROM. The paper presents rock mechanics investigations and future use of alternative fill material of overburden material after heat treatment for better safety and productivity at Munsar Mine of MOIL.
The target of this article is the presentation of the first results of the project No. TH03020368 from the programme EPSILON titled „The optimisation of the shape and material of ground and mining machines research“. The main topic of this article is the optimization of the tooth shape and primarily the optimization of the materials used for manufacturing of cutting bodies of the ground and mining machines. This research is necessary for increasing of efficiency of mining process in conditions of the Most Basin.
PL
Celem tego artykułu jest prezentacja pierwszych wyników projektu nr TH03020368 z programu EPSILON pt. „The optimisation of the shape and material of ground and mining machines research”. Głównym tematem tego artykułu jest optymalizacja kształtu zęba, a przede wszystkim optymalizacja materiałów wykorzystywanych do produkcji elementów tnących maszyn górniczych. Badania te są niezbędne dla zwiększenia efektywności procesu wydobywczego w warunkach zagłębia Most.
W artykule przedstawiono przypadek łamania, na wielką skalę, przepisów ustawy Prawo geologiczne i górnicze. Przedsiębiorca pod pozorem robót geologicznych prowadził regularną eksploatację iłu do produkcji wyrobów ceramiki budowlanej. Ostatecznie zmuszony do przeprowadzenia geodezyjnego obmiaru wyrobiska i rozliczenia zasobów złoża, prawie 11krotnie zaniżył ilość kopaliny pobranej w sposób nielegalny, czego dowiedziono wykorzystując metodykę obliczania zasobów metodą przekrojów. Procederowi sprzyjał brak zdecydowania w działaniu organu koncesyjnego.
EN
The article presents a case of large-scale violation of the Polish Geological and Mining Law. Under a disguise of geological works, an entrepreneur has conducted a regular mine working of clay for a production of ceramic construction products. Finally, forced to conduct a geodesic measurement of open-cut working and to provide the statement on the resources, they have understated estimated the amount of the illegally acquired mineral product 11-fold. This has been proved that using the methodology for the calculation of resources using sections method. The practice was encouraged by the hesitant activities undertaken by the licensing authority.
Badano glebę wytworzoną na zrekultywowanym składowisku nadkładu znad złoża węgla brunatnego. W warstwach na głębokościach: 0-5, 10-15, 20-25, 30-35, 40-45, 55-60 cm oznaczono: uziarnienie, wilgotność aktualną, gęstość objętościową szkieletu, opór ścinania i zwięzłość gleby. Stwierdzono, że wytworzony industrioziem próchniczny, zbudowany z utworów zwięzłych (glina, ił) o znacznej zawartości materii organicznej (od 10,2 do 20,1g·kg-1), zapewniał korzystne warunki rozwoju dla roślin uprawnych. Aktualny jego stan wskazywał na słabą do średniej podatność na ugniatanie. Obliczone wartości gęstości objętościowej szkieletu gleby wahały się w zakresie od 1,66 do 1,75 Mg·cm-3. Stwierdzono, że w warunkach silnego uwilgotnienia może być on podatny na pogorszenie właściwości fizycznych, na co wskazuje m.in. zawartość iłu łatwo dyspergującego (od 0,35 do 0,49g·100·g-1). Stwierdzono również, że zastosowanie maszyn uprawowych nie jest związane ze zwiększonym oporem ich pracy, zwłaszcza w warstwie ornej, ponieważ wartości oporu ścinania i zwięzłości nie przekraczały średnio odpowiednio wartości 163 i 970 kPa.
EN
The humic industrial soil, made of the brown coal blanket, was investigated. Soil was examined in layers located at the following depths: 0-5, 10-15, 20-25, 30-35, 40-45 and 55-60 cm. The following properties were examined: texture, water content, bulk density, shear strength and penetration resistance. It was proven that the industrial humic soil, created from heavy textured soil (loam, clay) with high organic matter content (10,2 - 20,1g·kg-1), provides good conditions for the plant growth. The results showed that the soil had rather low or medium susceptibility to further compaction – calculated value of the packing density ranged from 1,66 to 1,75 Mg·cm-3. Although at high water content it can be susceptible to deterioration of the investigated physical properties. This was due to, among others the content of readily-dispersible clay (0,35-0,49g·100·g-1). The use of tillage equipment should not be associated with increased working resistance, particularly in arable layer, because the values of shear strength and penetration resistance do not exceed on average respectively the values of 163 and 970 kPa.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kopalnia „Turów” prowadzi zwałowanie wewnętrzne w skomplikowanych warunkach technologicznych i geologicznych. Nadkład służy wypłycaniu wyrobiska z uwagi na jego przyszłą wodną rekultywację. Sukcesywnie prowadzona jest rekultywacja leśna powierzchni zwału. Do nadkładu zwałowanego w wyrobisku kopalni węgla brunatnego „Turów” nie stosuje sie przepisów ustawy o odpadach, ani ustawy o odpadach wydobywczych, gdyż miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego określa warunki i sposób jego zagospodarowania. Oddziaływanie zwałowiska wewnętrznego na środowisko jest ograniczone przestrzennie w związku z lokowaniem nadkładu wewnątrz wyrobiska. Stan środowiska wokół wyrobiska jest przedmiotem ciągłego monitoringu.
EN
The opencast ”Turów” Mine conducts internal dumping in very complicated technological and geological conditions. The overlay is used for excavation shallowing on account of its future water reclamation. Successively forest reclamation of the dump surface is conducted. The regulations of the act on wastes as well as act on mining wastes do not apply to the overlay dumped in the excavation of the ”Turów” mine because the local land development plan precisely determines the conditions and way of its management. The influence of the internal dump on the environment is spatially limited, on account of overlay locating inside the excavation. The state of the environment around the excavation is the subject of continuous monitoring.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Discontinuum based particle-particle interaction mechanics is applied to the modeling of waste composed of fragmented rock and loose soil produced at the opencast coal mines. The distinct element method considered the discrete nature of geomaterials and represented them with bonded and unbonded matrix assembly. The overburden dump material is studied with laboratory test of synthetic material, similar to physical testing and calibration done through that. The next part focused on the static stability characteristics of the overburden dumps with heavily joint set and performance study was done on the ability to model it. The location of sliding is visualized via numerical code. The last part deals with the performance characteristics of the overburden dumps under seismic loads. The history of the responses at monitoring points is studied for interpretation of the dynamic behavior of the overburden dump mass. The responses are used to determine the natural frequency of the overburden dumps, damping fraction and the phase difference at two sides of the dumps mass. The results obtained match well with fundamental concept of the vibration theory.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper energy saving control method of motors in double drum front station drive of conveyor belt with regulated belt speed is presented. The used control method assures equal load of all motors in static as well as dynamic states. Furthermore, proposed control method assures the work of the squirrel cage motors with equal slip. In the drive, high efficient low voltage squirrel cage motors fed by means of field oriented controlled frequency converters, supplied from IT mains (3 x500V), were used. The proposed solution has been successfully used in coal conveying system on the new Polish opencast "Drzewce" in the "Konin" brown coal mine in the year 2006.
PL
W artykule przedstawiono energooszczędną metodę sterowania silników w dwubębnowym napędzie czołowym przenośnika o regulowanej prędkości taśmy. Zastosowana metoda sterowania zapewnia jednakowe obciążenia wszystkich silników w stanach dynamicznych i statycznych oraz pracę z jednakowym poślizgiem. W napędzie zastosowano wysokosprawne niskonapięciowe silniki klatkowe sterowane wektorowymi napięciowymi przemiennikami częstotliwości zasilanymi z sieci izolowanej IT - 3x500V. Ciąg węglowy oparty na zaproponowanym rozwiązaniu został uruchomiony na nowej odkrywce Drzewce w Kopalni Węgla Brunatnego "Konin" w 200 roku.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Underground gas storage operations and CO2 disposal in aquifers relay on a sealing function of the caprock. The leakage through the seal can occur by diffusion, capillary transport and two-phase migration. Modeling of two-phase flow in porous media requires the specification of the functional relationship between capillary pressure, relative permeability and saturation. 80th capillary pressure or gas threshold pressure and relative permeability control the way the liquid, as wetting phase and gas, as non-wetting phase interact. The injected gas moves to the top of the formation below the caprock due to gravity and density differences. Therefore, the ability of a cap rock to seal fluids is one of the key parameter for the successful gas storage or long term disposal of CO2. Gas mobility is controlled by sealing properties of a low permeability caprock. Capillary pressure data, which are critical for exact prediction of gas leakage through the caprock are seldom available and yet necessary. An in-situ method of gas entry pressure determination was developed and successfully implemented to help reducing uncertainties gas leakage predictions. Zonal isolation of caprock is performed followed by exchange of wellbore liquid by gas. Constant rate injection of gas is then conducted to determine the gas entry pressure into a fully water saturated caprock. The gas threshold entry pressure is used in the reservoir model to predict the leakage rates. Simulations runs accounting for relative permeability hysteresis were performed to investigate the gas leakage through the caprock for a CO2 sequestration model. It was shown that the uncertainty of predictions could be significantly reduced by using data obtained from in-situ gas threshold determination.
PL
Podziemne przedsięwzięcia magazynowania gazu oraz sekwestracja dwutlenku węgla zależy w znacznej części od możliwości uszczelnienia czapy złoża. Wyciek poprzez warstwę nieprzepuszczalną nadkładu może zostać wywołany dyfuzją, transportem kapilarnym oraz migracją dwufazową. Modelowanie przepływu dwufazowego w ośrodkach porowatych wymaga określenia zależności funkcyjnych pomiędzy ciśnieniem kapilarnym, względną przepuszczalnością oraz nasyceniem. Zarówno ciśnienie kapilarne jak również ciśnienie progowe gazu (GTP) i przepuszczalność względna mają wpływ na przepływ, ponieważ dochodzi do oddziaływania pomiędzy fazą zwilżalną i gazową (niezwilżaną). Zatłaczany gaz przemieszcza się ku górze formacji geologicznej i gromadzi się w czapie złoża, w skutek oddziaływania grawitacyjnego i różnicy gęstości. Zatem, zdolność czapy złoża do nieprzepuszczania płynów jest jednym z kluczowych parametrów potrzebnych do udanego magazynowania gazu oraz długoterminowej sekwestracji dwutlenku węgla. Ruchliwość gazu jest kontrolowana przez właściwości nieprzepuszczalne (niską przepuszczalność względną) czapy złoża. Dane dotyczące ciśnienia kapilarnego, które są konieczne do dokładnego szacowania wycieków gazu poprzez czapę złoża, są rzadko dostępne. Metoda in situ określania ciśnienia przebicia gazu została rozwinięta i udanie zaimplementowana do pomocy przy zmniejszaniu niepewności przewidywań ucieczek gazu. Izolacja strefowa czapy złoża jest dokonywana przed wymianą płynów odwiertowych z gazem. Stały poziom zatłaczania umożliwia ustalenie ciśnienia wejściowego gazu do całkowicie nasyconej wodą czapy złoża. Progowe ciśnienie wejściowe wykorzystuje się w modelach złoża do przewidywania stopnia migracji. Symulacje wyjaśniające histerezę przenikalności względnej zostały wykonane w celu znalezienia ucieczek gazu poprzez czapę złoża dla modelu sekwestracyjnego dwutlenku węgla. Wykazano, że niepewność przewidywań może zostać znacznie zredukowana poprzez wykorzystanie danych uzyskanych z wyznaczenia in-situ ciśnienia przebicia gazu.
Występowanie terenów nadmiernie zakwaszonych, utrudniających rekultywację obiektów pogórniczych w górnictwie odkrywkowym węgla brunatnego, jest jednym z głównych problemów naprawy stanu środowiska w tej gałęzi przemysłu. W pracy przedstawiono wyniki badań skał nadkładu KWB "Bełchatów" pod kątem możliwości wystąpienia tego problemu w przypadku zwałowisk i wyrobisk tej odkrywki. Wyniki tych badań mogą być użyteczne przy podejmowaniu decyzji podczas udostępniania i eksploatacji złoża "Szczerców".
EN
Too strong acidification appearing in cover layers of deposited grounds from the lignite mine can significantly compromise their reclamation. In the paper the results of the examination of selected lithological varieties of the rocks from the overlay of the Lignite Mine "Bełchatów" were presented and focused on the risk of the occurring of this problem. As the result of analyses it was found that the most exposed to the danger of too strong acidification are condense Tertiary formations, concerning even up to 2% total sulphur. The oxidation of reduced forms of sulphur can result in the change of the reaction of these formations (after their deposition on a heap) even up to the pH of about 1.0 (in H2O). Thus such formations cannot make cover layers of heaps and should be compulsorily located in the body of the heap. In case of Quaternary formations such risk has not been found.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Sondowanie sondą statyczną na zwałowisku zewnętrznym i wewnętrznym KWB "Turów" wykazały istotne zróżnicowanie jednostkowych oporów stożka sondy, tak w profilu pionowym zwału, jak i w rozprzestrzenieniu poziomym. Jest to związane ze znacznym wymieszaniem na zwałowiskach zróżnicowanych pod względem charakteru litologicznego oraz stanu konsystencji gruntów nadkładowych złoża, a także różnym ich zagęszczeniu i bryłową strukturą zmieniającą się z upływem czasu. W artykule przedstawiono wartości i charakter lokalnych i strefowych zmnian jednostkowych oporów sondowań oraz mierzonych w trakcie sondowań ciśnień porowych w gruntach zwałowych.
EN
The probing with static probe in external and internal dumps in KWB Turow showed significant differentiation of unitary resistance of probe cone both in vertical dump profile and in horizontal spread. It is connected with significant blending of overlay soils varied in the aspect of lithological and structural characteristics, their various density and lump structure changing in time. The article presents values and character of local and zonal unitary changes in probing resistance as well as porous pressure measured during the probing in dump soils.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Procesem decydującym o wielkości kosztów wydobycia w eksploatacji odkrywkowej jest usuwanie skał nadkładowych przykrywających eksploatowane zasoby złoża. W kraju do przemieszczania nadkładu powszechnie stosowane są układy technologiczne z okrężnym transportem taśmowym. Długie okrężne drogi transportu nadkładu z wyrobiska na zwałowisko powodują, że koszty transportu są wysokie (powyżej 0.7 zł/m3) co wpływa na wzrost kosztów wydobycia węgla. Uwarunkowania gospodarki rynkowej stwarzają konieczność stosowania nowoczesnych wysoko rentownych technologii wydobywczych. Jest nią technologia przerzutowego transportu i zwałowania nadkładu stosowana w układach maszynowych koparka - samojezdny przenośnik przerzutowo-zwałujący. Prezentowane rozwiązanie może być stosowane na poziomie bezpośrednio odsłaniającym węgiel przy pozostawieniu na wyższych piętrach dotychczasowych systemów technicznych. Przeprowadzone prace badawcze wskazują na istniejące techniczne warunki dla wprowadzenia w ograniczonym zakresie tej technologii w wybranych złożach. Wykonane analizy uzasadniają od strony ekonomicznej zasadność zastosowań. Istnieje potrzeba doboru zespołu urządzeń (preferowany zestaw koparka kołowa oraz samojezdny przenośnik) i opracowania technologii ich pracy uwzględniającej cechy eksploatacyjne maszyn oraz przewidywane warunki pracy.
EN
The process which is decisive for the exploitation costs in open cast mining is the removal of overlay covering the deposit. In Poland the most popular solution is to use technological systems with circuital belt transportation. Technical costs of the overlay transportation equal c. 07 PLN/m3. Economy market conditions require that the modern and highly efficient exploitation technologies should be used. One of such technologies is the transportation and dumping of the overlay used by non-transportation machines systems. The presented solution can be applied at the level which directly uncovers lignite, while at higher layers traditional solutions are still applied. Research work indicates that there are favorable technical conditions to introduce the technology in a limited range in selected deposits. Analyses show that the solution is advantageous from the economic prospective. There is a need to choose machines system (preferably wheel excavator and self-quided conveyor), and to elaborate the technology of their work taking into account exploitation characteristics of machines and expected working conditions.
Oznaczono skład mineralny, ziarnowy i chemiczny utworów zdejmowanego obecnie nadkładu w kopalni diabazu "Niedźwiedzia Góra", leżącej na zachód od Krakowa. Są to szare mułki laminowane, pstre, masywne ii piaski o zróżnicowanym uziarnieniu. Wstępne badania technologiczne wskazują, że jest to interesujący surowiec dla przemysłu ceramiki budowlanej.
EN
Mineralogical and chemical composition as well as grain-size distribution were determined for the overburden rocks of the "Niedźwiedzia Góra" diabase deposit. The currently stripped overburden comprises grey, laminated, mottled and silts and sands of variable grain size. Preliminary technological analyses revealed that the rocks are of practical interest from the point of view of ceramic industry.
Ocenę stanu zanieczyszczeń opadów atmosferycznych w rejonie zwałowiska zewnętrznego KWB Turów oparto na wynikach badań z lat 1995-1996 ze stacji w Bogatyni i Wyszkowie. Ocenę wpływu zanieczyszczeń wymywanych z nakładu oraz popiołu i odpadów paleniskowych z Elektrowni Turów jakość wód opadowych oparto na wynikach badań wykonanych w 1995r. badania próbek odpadów składowanych na zwałowisku zewnętrznym kopalni turów wskazują, że opady atmosferyczne mogą powodować wymywanie siarczanów, sodu i potasu ze zwałowanych popiołów. Na podstawie uzyskanych zależności wielkości odpływu zanieczyszczeń z rozpatrywanych obszarów zwałowiska od struktury zagospodarowania stwierdzono, że im większa powierzchnia czynna zwałowiska tym więcej zanieczyszczeń odpływa z wodami badanych cieków oraz im większa jest powierzchnia lasów w zlewniach zwałowiska tym mniej zanieczyszczeń odpływa z wodami cieków odwadniających zwałowisko. Intensywność opadów atmosferycznych oraz czas ich trwania powoduje wzrost ilości zawiesin odpływających z wodami cieków na skutek zwiększonego ich wymywania ze zwałowiska i spływu powierzchniowego.
EN
Efekt of atmospheric precision on waters quality from dumping Grodnu of Turów mine's are presented. Total nitrogen's unit load depends on basin structure flowes from dumping ground.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.