Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wymywanie arsenu z odpadów powęglowych: ocena metod badawczych

Makowska D., Świątek K., Wierońska F., Strugała A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 105

157--171

PL

Jednym z parametrów oceny zagrożenia wynikającego ze składowania lub gospodarczego wykorzystania odpadów powęglowych jest badanie wymywalności szkodliwych substancji, takich jak arsen i jego związki. Wymywalność zależy zarówno od warunków środowiskowych terenu składowania, jak również od samych właściwości materiału odpadowego. Istnieje szereg metod badania wymywalności, które pozwalają modelować określone warunki lub mierzą swoiste właściwości procesu wymywania. Badania przeprowadzone w ramach opracowania miały na celu porównanie dwóch metod o odmiennych założeniach stosowania. Badanie wymywalności arsenu z odpadu pochodzącego z procesu wzbogacania węgla kamiennego przeprowadzono zgodnie z polską normą PN-EN 12457 oraz amerykańską procedurą TCLP. Wyniki wymywalności uzyskane obiema metodami nie przekraczały granicznych wartości tego parametru, określonych w polskim prawie. Obie metody charakteryzowały się również dobrą powtarzalnością wyników. Zastosowanie roztworu kwasu octowego (metoda TCLP) spowodowało jednak trzykrotnie większe wymycie arsenu z badanego odpadu w porównaniu do zastosowania wody dejonizowanej jako cieczy wymywającej (metoda PN-EN 12457). Należałoby w związku z tym rozważyć stosowanie testów z użyciem kwasów organicznych w przypadku składowania odpadów wydobywczych z odpadami komunalnymi, gdyż wyniki testu podstawowego opartego na wymywaniu czystą wodą mogą być nieadekwatne do rzeczywistej wymywalność arsenu w takich warunkach środowiskowych.

EN

The analysis of leaching behavior of harmful substances, such as arsenic, is one of the parameters of risk assessment resulting from the storage or economic use of coal waste. The leachability depends both on the environmental conditions of the storage area as well as on the properties of the waste material itself. There are a number of leaching tests that allow to model specific conditions or measure the specific properties of the leaching process. The conducted research aimed at comparing two methods with different application assumptions. The study of arsenic leaching from waste from the hard coal enrichment process was carried out in accordance with the Polish PN-EN 12457 standard and the US TCLP procedure. The leaching results obtained with both methods did not exceed the limit values of this parameter, defined in the Polish law. Both methods were also characterized by the good repeatability of the results. The use of an acetic acid solution (TCLP method) resulted in three times higher arsenic leaching from the examined waste compared to the use of deionized water as a leaching fluid (method PN-EN 12457). Therefore, the use of organic acid tests for mining waste intended for storage with municipal waste should be considered, as the results of the basic test based on clean water leaching may be inadequate to the actual leaching of arsenic under such environmental conditions.

2

Wykorzystanie odpadów, w tym odpadów powęglowych do wytwarzania paliw alternatywnych

Kozioł J., Kozioł M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

350--359

PL

Przedstawiono aspekty prawne wykorzystania paliw alternatywnych z odpadów. Podano definicję odpadów powęglowych oraz przykładowe ich wykorzystanie do wytwarzania bezdymnego paliwa alternatywnego.

EN

Legal aspects of the use of alternative fuels from waste are presented. The definition of coal waste and the example of its use for the production of smokeless alternative fuel are given.

3

Ocena przydatności niektórych odpadów górniczych do celów budowlanych

Lejwoda P., Pogoda P., Radomski P., Wzorek Z.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

418--421

PL

Przedstawiono wyniki badań zastosowania wybranych odpadów pochodzących z wydobycia i przetwórstwa węgla kamiennego w obszarze aglomeracji górnośląskiej do celów budowlanych. Określono skład fazowy oraz chemiczny z uwzględnieniem zawartości węgla, krzemionki oraz wybranych metali ciężkich. Wykonano kompozyty cementowe z analizowanego materiału oraz przeprowadzono próby wytrzymałościowe. W celach porównawczych zastosowano inny materiał pochodzenia odpadowego, jak kruszywo granitowe oraz odpad z produkcji kostki brukowej. Otrzymane kompozyty charakteryzowały się wytrzymałością na ściskanie 33-47 MPa.

EN

A waste from coal mining was analyzed for chem. and phase compn. (SiO₂ 9-98% by mass, C 0.09-10%, Ca 0.01- 8%, Fe 0.19-37%, K 0.1-0.4%, Na 0.1-0,3%, Cu 0.7-4%) and added to concrete (1:1 or 1:2 mass ratio). The product had compressive strength 33-47 MPa. The concretes produced under addn. of wastes from the prodn. of paving stones and granite processing showed substantially higher compressive strength.

4

Pasywna metoda neutralizacji kwaśnych wód spływu powierzchniowego pochodzących z obiektu unieszkodliwiania odpadów wydobywczych ZG „Janina” w Libiążu

Bauerek A., Waligóra A., Frączek R., Paw K.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 1

59--67

PL

W publikacji opisano działania podjęte dla rozpoznania oraz ograniczenia oddziaływania na środowisko kwaśnych, zanieczyszczonych wód spływu powierzchniowego, powstających na terenie obiektu unieszkodliwiania odpadów wydobywczych (OUOW) ZG „Janina” w Libiążu. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wody te reprezentują klasyczny przykład kwaśnych wód kopalnianych (ang. acid mine drainage – AMD) i charakteryzują się odczynem pH < 3, dużą kwasowością oraz znacznymi stężeniami metali (Fe, Al, Ni, Zn). Stwierdzono, że skład chemiczny wód jest czynnikiem decydującym o wyborze właściwej metody ich podczyszczania. Jednak nieuwzględnienie warunków lokalnych (dostępności wody, ukształtowania terenu) może prowadzić do przedwczesnego uszkodzenia/zniszczenia systemu. Do wdrożenia przyjęto system alkalizujący, pracujący okresowo (ang. periodically acting alkalinity producing system – PAAPS), dedykowany podczyszczaniu mniej zanieczyszczonych, krótko stagnujących kwaśnych wód. Głównymi elementami tego wielostopniowego systemu są: rów opaskowy, osadnik dwukomorowy, dren reaktywny i staw sedymentacyjny. System wyposażono również w zastawkę umożliwiającą regulację czasu retencji wody w drenie oraz oprzyrządowanie pozwalające na odprowadzanie osadów żelazistych. Badania przeprowadzone na etapie wdrożenia systemu wykazały skuteczność zastosowanych rozwiązań w zakresie alkalizacji wód oraz redukcji stężeń metali. Zidentyfikowano również zjawiska mogące wpływać na pracę systemu. W podsumowaniu stwierdzono, że system PAAPS wdrożony w sąsiedztwie OUOW ZG „Janina”, może być rekomendowany jako jedno z możliwych do zastosowania rozwiązań ograniczających oddziaływanie na środowisko wodne miejsc depozycji odpadów z górnictwa węgla kamiennego.

EN

This paper presents actions which were taken to identify and reduce the environmental impact of acidic, contaminated runoff waters accumulated in the waste dump of „Janina” colliery in Libiąż. The results showed that these waters represent a classic example of acid mine drainage (AMD) and are characterized by a pH value of <3, high acidity and significant concentrations of metals (Fe, Al, Ni, Zn). It was found that the chemical composition of water is a main factor in choosing the proper methods of pretreatment. However, the failure to take account of local conditions (water availability, topography) can lead to premature failure / destruction of the system. Periodically operating a alkanity producing system (PAAPS), dedicated for pretreatment of less polluted, stagnant acidic water, was chosen to be implemented. Main elements of a multi-stage system are: settlement ditch, two-chambered settling tank, limestone drain and settlement lagoon. The system has also a culvert that allows to adjust the retention time of water in the drain and instrumentation to discharge ferruginous sediments. Research carried out at the stage of implementation of the system has shown the effectiveness of the solutions for water alkalization and concentration of metals reduction. Phenomena that could affect the operation of the system were identified as well. As a result the PAAPS system implemented in the vicinity of „Janina” colliery can be recommended as one of the possible solutions to reduce the impact of mining waste deposition within the aquatic environment.

5

Changes in the concentration of some rare earth elements in coal waste

Nowak J., Kokowska-Pawłowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

495--507

EN

Coal waste is formed during coal mining and processing operations. That waste comprises mainly sedimentary rocks that occur in roofs and floors of underground workings and in partings in coal seams. It contains numerous trace elements, including rare earth elements (REEs). Hypergenic processes that take place in coal waste piles may lead to endogenous fires. Thermal transformations of waste have an effect on changes in its phase and chemical composition, including the concentration of trace elements. The paper presents changes in the content of selected rare earth elements (Sc, Y, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) in wastes of varying degree of thermal transformation. The results of REE content determination in lump samples were subjected to statistical analysis and coefficients of correlation between the studied rare earth elements and the main chemical constituents were determined. The primary carriers of REEs in coal waste are clay minerals. Phase transformations that take place at high temperatures (including dehydroxylation of clay minerals and formation of minerals characteristic of contact metamorphism) cause changes in the concentration of rare earth elements.

PL

Odpady powęglowe powstają w wyniku eksploatacji oraz przeróbki węgla kamiennego. Są to głównie skały osadowe występujące w stropach i spągach oraz przerostach pokładów węgla. Odpady te zawierają liczne pierwiastki śladowe, w tym pierwiastki ziem rzadkich (REEs). Procesy hipergeniczne zachodzące na zwałowiskach odpadów powęglowych mogą prowadzić do powstawania pożarów endogenicznych. Przeobrażenia termiczne odpadów wpływają na zmiany ich składu fazowego i chemicznego, w tym koncentracji pierwiastków śladowych. W artykule przedstawiono zmiany zawartości wybranych pierwiastków ziem rzadkich (Sc, Y, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu ) w odpadach o różnym stopniu termicznego przeobrażenia. Wyniki oznaczeń zawartości REEs w próbkach kawałkowych poddano analizie statystycznej i wyznaczono współczynniki korelacji pomiędzy badanymi pierwiastkami ziem rzadkich a głównymi składnikami chemicznymi. Pierwotnym nośnikiem REEs w odpadach powęglowych są minerały ilaste. Przeobrażenia fazowe zachodzące pod wpływem wysokiej temperatury (w tym dehydroksylacja minerałów ilastych i tworzenia się minerałów charakterystycznych dla metamorfizmu kontaktowego) powodują zmiany koncentracji pierwiastków ziem rzadkich.

6

Stateczność wałów przeciwpowodziowych z wbudowaną warstwą odpadów powęglowych w świetle obliczeń numerycznych

Pilecka E., Morman J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 94

173--184

PL

W artykule zaprezentowano analizę stateczności dla zmodernizowanego wału przeciwpowodziowego z wbudowaną warstwą materiałów odpadów powęglowych z Kopalni Węgla Kamiennego Piast. Dla przedstawionego przypadku prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Małej Wisły, przeprowadzono analizę stateczności i przepływ wody w korpusie wału podczas maksymalnego spiętrzania wody na skarpie dowodnej. Do obliczeń numerycznych wykorzystano program bazujący na metodzie elementów skończonych (MES) MIDAS GTS NX. Współczynnik został wyznaczony metodą redukcji wytrzymałości na ścinanie (SRM) dla stanu początkowego (normalny układ obciążeń), podczas maksymalnego piętrzenia się wody powodziowej na skarpie odwodnej (wyjątkowy układ obciążeń) oraz dla korpusu wału nasączonego wodą po odpływie fali wezbraniowej. Uzyskane w obliczeniach wartości współczynnika pewności dla korpusu wału zostały odniesione do wytycznych z Rozporządzanie Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie (Dz. U. 2007 Nr 86 poz. 579). Współczynnik pewności dla analizowanego wału przeciwpowodziowego podczas wyjątkowego układu obciążeń nie spełnia warunku stateczności, dlatego w pracy rozpatrzono możliwości poprawy stateczności wału podczas piętrzenia wody oraz jej odpływu. W tym celu za pomocą modelowania sprawdzono stateczność korpusu wału przeciwpowodziowego po zastosowaniu kolumn gruntowych z użyciem materiału antropogenicznego z kopalni KWK Piast u podnóża korpusu wału zarówno po stronie dowodnej, jak i odpowietrzanej. Dla wszystkich modeli zastosowano ten sam scenariusz obliczeniowy. Dzięki większej wodoprzepuszczalności materiału gruntowego zastosowanego w kolumnach gruntowych, została obniżona krzywa depresji wody w korpusie wału, co zapewniło stateczność wału podczas wezbrania wody.

EN

The article presents an analysis of the stability of the modernized flood embankment with built layer of material coal mining wastes the Coal Mine “Piast”. For the present case, the Small Vistula River right flood embankment, an analysis of the stability and the flow of water in the body of the shaft during the maximum stacking water on a slope was conducted. A program based on the finite element method (FEM) MIDAS GTS NX was used for numerical calculations. The stability factor was determined by the reduction of shear strength (SRM) for the initial state (normal load), during the maximum damming the flood water on the upstream slope (special system load) and for the shaft body soaked with water after the outflow of the flood wave. The resulting calculation of the stability factor for the body of flood embankment were referred in the Regulation of the Minister of Environment of 20 April 2007 on the technical conditions to be met by hydraulic structures and their location (Journal of Laws 2007 No 86, item. 579). The stability factor for the analyzed flood embankment during the special system load does not satisfy the condition of stability. The article checked the possibility of improving the stability of the shaft during the impoundment of water and its outflow. Using the modeling checked the stability of the body of flood embankment after using columns of land with mining waste from the mine KWK “Piast” at the foot of the body of the shaft on both sides. We used the same scenario calculation for all the models. With more water permeability soil material used in the columns of ground, it was reduced depression curve of water in the body of flood embankment which ensured the stability embankment during flood water.

7

Badania i ocena skuteczności mieszanin do redukcji emisji par rtęci z hałd odpadów powęglowych

Świnder H., Białecka B., Bajerski A., Grabowski J.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 7

1--7

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych i terenowych, których głównym celem było opracowanie składu mieszanin ograniczających procesy uwalniania się rtęci do środowiska naturalnego z hałd odpadów powęglowych oraz opracowanie metodyki jej trwałego wiązania (absorpcji). W prowadzonych pracach wykorzystano materiały odpadowe z energetyki, górnictwa węgla kamiennego i górnictwa gazu ziemnego. Opracowane mieszaniny do redukcji emisji par rtęci poddane zostały badaniom laboratoryjnym oraz badaniom in situ na zapożarowanej hałdzie odpadów powęglowych, w celu oceny ich skuteczności. Jako miarę skuteczności przyjęto względny spadek emisji powierzchniowej par rtęci związany z wykonaniem warstw absorpcyjno-izolujących z opracowanych mieszanin.

EN

This paper presents the results of laboratory tests and field research whose main objective was to develop the composition of mixtures mitigating processes of mercury release to the environment from mine waste dumps, and to develop a methodology for its permanent bonding (absorption). In the ongoing work we use waste materials from energy, coal mining and natural gas mining. The developed mixture to reduce emissions of mercury vapours were subject to laboratory tests and studies in situ on the heap of coal wastes with the risk of spontaneous combustion in order to evaluate effectiveness of this mixture. As a measure of efficacy, the relative decrease in the surface of the mercury vapor emissions, associated with the implementation of an absorption-insulating layers of the prepared mixtures, was assumed.

8

Zagospodarowanie odpadów górniczych powęglowych w budownictwie drogowym i hydrotechnicznym

Małkowski P., Tymoszenko E.

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2016

|

nr 4

52--55

PL

Istnieje wiele przykładów udanego wykorzystywania odpadów górniczych. Największe ku temu możliwości stwarza skała płonna, czyli głównie karbońskie iłowce, mułowce i piaskowce, lokalnie z węglem, syderytem i pirytem. Przygotowanie odpowiedniej frakcji skał odpadowych powoduje, że staje się ono kruszywem, które z powodzeniem można wykorzystać np. w budownictwie drogowym czy hydrotechnicznym.

9

Odpady z górnictwa węgla kamiennego – wytwarzanie, zagospodarowanie i wpływ na środowisko

Pach G., Różański Z., Wrona P.

Inżynieria Górnicza

|

2015

|

nr 2-3

34--40

PL

W artykule przedstawiono krótką charakterystykę odpadów pochodzących z górnictwa węgla kamiennego pod względem pochodzenia oraz składu petrograficznego. Na tle wydobycia węgla przedstawiono dane dotyczące ilości odpadów powęglowych poddanych odzyskowi oraz unieszkodliwianych przez składowanie. Omówiono podstawowe regulacje prawne związane z odpadami powęglowymi, wpływ ich składowania na środowisko oraz główne kierunki zagospodarowania.

EN

Brief characteristics of coal mining wastes (source and petrographic composition) has been presented in the article. The amount of post-coal mining wastes which are being recovered and neutralized by disposing process has been compared to coal output. Legal regulations connected with coal wastes, their environmental impact and main directions of disposal have been discussed.

10

Wykorzystanie kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego do budowy wałów przeciwpowodziowych

Gruchot A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

158--164

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wodoprzepuszczalności nieprzepalonych odpadów powęglowych pochodzących ze składowiska KWK „Rydułtowy-Anna”, popiołu lotnego ze zsypu z elektrofiltrów Elektrowni „Skawina” oraz ich kompozytów przy 10, 20 i 30-procentowym dodatku popiołów w stosunku do suchej masy odpadów powęglowych. W oparciu o uzyskane wyniki badań wykonano obliczenia filtracji wody przez obwałowanie wykonane z kompozytów gruntów antropogenicznych o wysokości 6,0 m bez drenażu i uszczelnienia. Zakres obliczeń obejmował określenie natężenia przepływu przez korpus nasypu, czas ustalenia się przesiąku oraz czas, po którym ustabilizuje się przepływ filtracyjny. Stwierdzono znaczące ograniczenie wodoprzepuszczalności kompozytów odpadów powęglowych z popiołem lotnym w stosunku do odpadów powęglowych. Współczynnik filtracji kompozytów zmniejszył się, uzyskując wartości zbliżone do współczynnika filtracji spoistych gruntów mineralnych. Przeprowadzone obliczenia filtracyjne potwierdzają celowość stosowania popiołów lotnych jako składnika kompozytów gruntów antropogenicznych stosowanych w budownictwie hydrotechnicznym. Najkrótszy czas przesiąku wody przez obwałowanie, jak również jego ustalenie stwierdzono dla obwałowania z odpadów powęglowych. Zwiększenie dodatku popiołu spowodowało zmniejszenie natężenia przepływu o 5 rzędów wielkości w stosunku do odpadów powęglowych.

EN

This paper presents the results of permeability tests of unburnt post coal waste from KWK “Rydłutowy-Anna” landfill, fly ash from “Skawina” Power Plant and their composites with 10%, 20% and 30% addition of fly ash in relation to dry mass of the colliery spoils. Basing on the obtained results, calculations of water filtration through a 6.0 m high embankment made from composites of anthropogenic soils without drainage or sealing were performed. Flow rate through the body of the embankment, time for percolations to settle and time for filtration to reach steady state were calculated. A significant reduction of water permeability of composite colliery spoils with fly ash in comparison with colliery spoils was noticed. Percolation coefficient of composites decreased and it reached values close to the ones of mineral cohesive soils. The calculations showed that fly ash should be used as a component in anthropogenic soils composites used in hydraulic engineering. The shortest time for percolations to settle as well as for filtration to reach steady state was found for the embankments made of coal waste. Increase in the addition of ash caused a decrease in the flow rate by 5 orders of magnitude compared to coal waste.

11

Wskaźnik nośności CBR kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego

Gruchot A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 2

12--17

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wskaźnika nośności CBR nieprzepalonych odpadów powęglowych pochodzących ze składowiska KWK „Rydułtowy-Anna", popiołu lotnego ze zsypu z elektrofiltrów Elektrowni „Skawina" oraz ich kompozytów. Kompozyty przygotowano przy 10, 20 i 30% dodatku popiołów w stosunku do suchej masy odpadów powęglowych. Stwierdzono znaczące zwiększenie wskaźnika nośności kompozytów odpadów powęglowych z popiołem lotnym w stosunku, tak do odpadów powęglowych, jak i popiołu lotnego. Najwyższe jego wartości w zależności od obciążenia próbek uzyskano dla kompozytów z 10-procentowym bądź 20-procentowym dodatkiem popiołu.

EN

This paper presents the research results of CBR ratio of unburnt colliery spoils from KWK "Rydłutowy-Anna" landfill, fly ash "Skawina" Power Plant and their composites. The composites were prepared with 10%, 20% and 30% addition of fly ash in relation to dry mass of the colliery spoils. A significant increase in bearing ratio of the composites was stated in relation to the values obtained for both calliery spoils and fly ash. The highest values, depending on the load of samples were obtained for composites with 10% or 20% addition of fly ash.

12

Badania w instalacji pilotowej w Regulicach przydatności odpadów przeróbczych z wybranych kopalń węgla kamiennego do produkcji kruszyw mineralnych

Galos K., Szlugaj J.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 5

129--136

PL

Produkcja kruszyw z odpadów z górnictwa i przeróbki węgla kamiennego rozwijana na Górnym Śląsku stanowi istotną alternatywę dla kruszyw naturalnych, konkurując z nimi głównie pod względem ceny, przy spełnieniu podstawowych wymagań jakościowych. Uruchomiona pilotowa instalacja demonstracyjna do produkcji kruszyw z odpadów powęglowych w Laboratorium Akademii Górniczo-Hutniczej w Regulicach może być ważnym narzędziem umożliwiającym wstępne badanie odpadów powęglowych pod kątem produkcji kruszyw. W instalacji tej w 2013 r. poddano badaniom odpady gruboziarniste 20-150 mm ze wzbogacania węgla w separatorach cieczy ciężkiej, pochodzące z kopalń Katowickiego Holdingu Węglowego: „Wujek" i „Mysłowice-Wesoła" (Ruch „Wesoła"). Otrzymano mieszankę 4-31,5 mm oraz materiał drobnoziarnisty niskoenergetyczny 0-4 mm. Mieszanka 4-31,5 mm otrzymana na bazie odpadu z kopalni „Wujek" wykazała lepsze parametry jakościowe niż otrzymana na bazie odpadu z kopalni „Wesoła": odporność na rozdrabnianie w bębnie Los Angeles 29% (Wesoła - 34%), mrozoodporność 14,1% ubytku masy (Wesoła -17,2%), zawartość węgla 5,1% (Wesoła - 6,0%). Produkt drobnoziarnisty 0-4 mm niskoenergetyczny otrzymany na bazie odpadu z kopalni „Wesoła" wykazujący wartość opałową 9,4 MJ/kg przy niskiej zawartości siarki może okazać się przydatny do przygotowywania mieszanek paliwowych z miałem węglowym. Analogiczny produkt na bazie odpadu z kopalni „Wujek" jest pod tym względem mniej atrakcyjny.

EN

Production of minerał aggregates from coal mining and processing wastes developed in Upper Silesia is a significant alternative for natural aggregates, competing with them mainly on price, if basic quality requirements are achieved. From several years coal mines and research institutes are engaged in scientific research on development of aggregates production technology from mining wastes through modification of existing coal processing plants or separate mining wastes processing lines. The pilot installation, which was implemented in the framework of "MIN-NOVATION - Mining and Minerał Processing Waste Management lnnovation Network" can be an important facility enabling initial study on mining wastes as a source of minerał aggregates. The installation is located in the Central Laboratory of Blasting Techniques and Explosives in Regulice and belongs to the Faculty of Mining and Geoengineering at the AGH University of Science and Technology. In 2013 the pilot installation tested the coarse mining wastes from coal processing plants (20-150 mm), coming from the gravity beneficiation stage (heavy liquids washers) in two hard coal mines of Katowicki Holding Węglowy, e.g.: Wujek and Myslowice-Wesola, Wesoła division. During processing of coal mining wastes two products: crushed mineral aggregate 4-31.5 mm and fine-grained low-energetic product 0-4 mm, were obtained. The mix 4-31.5 from Wujek coal processing wastes demonstrated better quality parameters than the one from wastes in Wesoła mine. It refers to Los Angeles abrasion loss which amounted to 29% (Wesoła - 34%), freeze resistance - 14.1% of weight loss (Wesoła - 17.2%), total coal content 5.1% (Wesoła - 6.0%). The calorific value of fine-grained low energetic product 0-4 mm obtained from wastes from Wesoła mine amounted to 9.4 MJ/ kg, with relatively low sulphur content, so this product can be useful in preparation of fuel mixes with coal fines. Analogous product 0-4 mm obtained from wastes in Wujek mine seems to be less attractive as a fuel mix component.

13

Management of hard coal mining and processing wastes in Poland

Galos K., Szlugaj J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 4

51--63

EN

Mining and processing wastes comprise the largest group of industrial wastes generated and deposited in Poland. Among these, wastes from hard coal mining and processing traditionally constitute the most important group, currently generated at a level of 29–33 million Mg per year, with approx. 85% being utilised. Hard coal wastes are divided into two main groups – mining wastes (up to 20%) coming from preparatory and productive mining works; and processing wastes categorized as coarse-grained wastes from dense, medium gravity separation, fine-grained wastes from jiggers, and very fine-grained flotation wastes. Coarse-grained wastes (from both mining and processing) are the most economically useful. The main directions of their application are production of aggregates for engineering and road construction, production of cement or building ceramics, recovery of coal, or use as backfilling material. For aggregates production, two types of such wastes are used – raw coal wastes and self-burnt coal shale. The most important producer of aggregates from raw coal wastes is Haldex Co. with four processing plants (also delivering coal shale for cement or ceramics and recovered coal) and two crushing sieving units. Its total aggregates production exceeds 3 million Mg per year. Production of shale gravellite aggregates from self-burnt coal shale is carried out by a dozen or so small companies, with total production over 0.5 million Mg per year. Raw coal shale finds use in building ceramics and cement clinker manufacturing (up to 0.3 million Mg per year). Coal recovery, mostly in Haldex Co. plants, currently exceeds 0.15 million Mg per year, while granulated coal mud production in three plants of Haldex and two plants of Tauron Wydobycie can be a few times higher, ca. 0.6–0.7 million Mg per year. In the coming years, the production of shale gravellite aggregates and consumption of raw coal shale in cement and ceramics are not expected to rise. Further development is possible in the case of coal recovery accompanied by production of aggregates from raw coal wastes, though not all obtained aggregates will find use – not even for road embankments or river embankments in the immediate vicinity.

PL

Odpady z górnictwa i przeróbki stanowią największą grupę odpadów przemysłowych wytwarzanych i deponowanych w Polsce. Odpady z górnictwa i przeróbki węgla kamiennego tradycyjnie stanowią najważniejszą ich grupę. Obecnie są one wytwarzane w ilościach rzędu 29–33 mln Mg/r, przy wykorzystaniu gospodarczym rzędu 85%. Odpady powęglowe dzieli się na dwie główne grupy: odpady górnicze (do 20%) z górniczych prac przygotowawczych i udostępniających, oraz odpady przeróbcze: gruboziarniste ze wzbogacania w zawiesinowych cieczach ciężkich, drobnoziarniste ze wzbogacania w osadzarkach, bardzo drobnoziarniste odpady flotacyjne. Wykorzystywane gospodarczo są głównie odpady gruboziarniste (zarówno górnicze, jak i przeróbcze). Główne kierunki ich zastosowań to: produkcja kruszyw do prac inżynierskich i budowy dróg, produkcja cementu i ceramiki budowlanej, odzysk węgla, stosowanie jako materiału podsadzkowego. W przypadku produkcji kruszyw, stosowane są dwa rodzaje odpadów: odpady powęglowe surowe oraz samoczynnie wypalony łupek powęglowy. Najważniejszym producentem kruszyw z odpadów powęglowych surowych jest Haldex S.A. z czterema zakładami przeróbczymi (dostarczającymi także łupek powęglowy do produkcji cementu lub ceramiki budowlanej, a także odzyskiwany węgiel) oraz dwoma węzłami krusząco-sortującymi. Łączna produkcja kruszyw w zakładach Haldex S.A. przekracza 3 miliony Mg/r. Produkcja kruszyw łupkoporytowych z łupka wypalonego jest prowadzona przez kilkanaście małych firm na łącznym poziomie ponad 0,5 mln Mg/r. Surowy łupek powęglowy znajduje zastosowanie do produkcji cementu i ceramiki budowlanej w ilości do 0,3 mln Mg/r. Odzysk węgla, prowadzony głównie w zakładach Haldex S.A., obecnie przekracza 0,15 mln Mg/r, podczas gdy produkcja granulowanych mułów węglowych w trzech instalacjach Haldex S.A. i dwóch instalacjach Tauron Wydobycie jest prawdopodobnie nawet kilka razy większa rzędu 0,6–0,7 mln Mg/r. W najbliższych latach nie należy się spodziewać wzrostu produkcji kruszyw łupkoporytowych, a także zużycia łupka surowego do produkcji cementu i ceramiki budowlanej. Dalszy wzrost jest natomiast możliwy w przypadku odzysku węgla z prowadzoną równolegle produkcją kruszyw z surowych odpadów powęglowych. Tym niemniej nie należy się spodziewać, że wszystkie wytworzone na tej drodze kruszywa znajdą zastosowanie gospodarcze, nawet na nasypy drogowe i obwałowania rzek w bliskim sąsiedztwie zakładów.

14

Problem jednoznacznego ustalenia parametrów wytrzymałości na ścinanie odpadów powęglowych i poenergetycznych

Baran P., Cholewa M., Zawisza E., Kulasik K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2071--2089

EN

Previous researches conclude that coal mining waste and fly ashes are useful in many kind of engineering – especially in building of embankments. In fact that the embankments transfer self weight and external loads, determination of strength parameters is very crucial. The problem of well-determined shear strength parameters conducts to searching alternative investigation methods. In the aim of credible determination of strength parameters of anthropogenic soils, the half-back analysis have been proposing. The paper presents the results of two investigation method: direct shear and limit bearing capacity analysis of slope models. Results of the tests were combined together, for verification of a relationship between shear strength obtained during laboratory tests and possibility slope failure to be initiate in embankment models made of the waste materials. In consequence of the methods combination and apply of some indexing factors into analysis, a real values of the shear strength were obtained in a specific working conditions. Proposed indexing factors can be use to examine what strength parameter, determined using direct shear test, have to be modify. In the analysed waste materials incorporated into embankments treated by braking load, the shear strength parameters determined in direct shear apparatus used for stability analysis, did not confirm stability failure phenomena what has occurred. Investigation of shear strength parameters of coarse minestone waste material in direct shear box apparatus overstate in significant way the value of cohesion. In case of fine size fly ash, the direct shear box test overstate the value of friction angle. It has to be postulated in attention of earth structure safety exploitation, the strength parameters of anthropogenic soils should be determine in real work conditions. If it is not possible, the laboratory tested strength parameters should by modify using tests simulating real work condition of the structure. A testing method used for obtaining the shear strength parameters of coarse and fine size granular waste material, strong interacting on the boundary conditions in test. Shear strength parameters of the tested waste materials are strong associated with the loading path. In consequence, is very crucial what are the work and test conditions of the material.

15

Bezpieczna technologia eksploatacji zwałowiska odpadów powęglowych

Domagała L., Różański Z.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 2

5--19

PL

W artykule przedstawiono technologie prac związanych z eksploatacją materiału odpadowego zgromadzonego na zwałowisku odpadów powęglowych, z uwzględnieniem profilaktyki w zakresie zagrożenia pożarowego oraz zapylenia powietrza. Poszczególne etapy robót (przygotowanie, udostępnienie, wybieranie oraz rekultywacja techniczna) opisano na przykładzie eksploatacji centralnego zwałowiska Przezchlebie.

EN

This paper presents the technology work related to the exploitation of the waste material stored on the coal waste dump, including prevention of fire hazard and dustiness. Particular stages of works (preparation, opening out, winning and technical reclamation) is described on the example of the central dump Przezchlebie.

16

Wpływ nawodnienia na wytrzymałość na ścinanie odpadów powęglowych i ich mieszanek z popiołami lotnymi

Zawisza E., Lis M.

Drogownictwo

|

2013

|

nr 10

300--304

PL

Artykuł zawiera wyniki badań wytrzymałości na ścinanie odpadów powęglowych z KWK Rydułtowy-Anna, popiołów lotnych z Elektrowni Skawina oraz mieszanek odpadów powęglowych z 10, 20 i 30%(wag.) dodatkiem popiołu. Do badań zastosowano aparat standardowy bezpośredniego ścinania (popiół lotny) oraz aparat średniowymiarowy (odpady powęglowe oraz mieszanki odpadów z popiołem). Badania wykonano na próbkach o wilgotności optymalnej i wskaźniku zagęszczenia Is = 0,95, nawodnionych przed ścinaniem. W analizie wyników uwzględniono wcześniejsze badania na tych samych materiałach lecz nienawodnionych. Stwierdzono, że parametry wytrzymałościowe badanych materiałów były stosunkowo duże, zależne od warunków wodnych, a w przypadku mieszanek również od dodatku popiołu.

EN

The paper presents the results of tests of the shear strength of coal mining wastes from Rydułtowy-Anna mine, fly ash from the Power Station Skawina and mixtures of the coal mining wastes with 10, 20 and 30% additive of fly ashes. The standard direct shear apparatus with box (for fly ash) and medium size apparatus with box (coal mining wastes and mixtures of coal mining wastes with fly ash) were used for the tests. The investigations were conducted on the samples of the optimum moisture content and compaction index Is = 0,95, saturated before shearing. The results analysis took into account the earlier tests on the same materials but non-saturated. It was stated, that the strength parameters of the tested materials were relatively high, depending on the water conditions, and in the case of the mixtures also on the ash content.

17

Wytrzymałość na ścinanie mieszanek odpadów powęglowych z popiołami lotnymi

Zawisza E., Organ W.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 2

38-44

PL

Celem pracy było określenie wartości parametrów charakteryzujących wytrzymałość na ścinanie nieprzepalonych odpadów powęglowych (d < 63 mm) pochodzących z kopalni "Rydułtowy-Anna", popiołu lotnego z Elektrowni Skawina oraz mieszanek odpadów powęglowych z 10, 20 i 30 % dodatkiem popiołu. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ zagęszczenia oraz dodatku popiołu na zmiany kąta tarcia wewnętrznego i spójności. Stwierdzono, że parametry wytrzymałościowe badanych materiałów były stosunkowo duże, a w przypadku mieszanek wykazywały zależność od dodatku popiołu. Dokonano również oceny przydatności badanych materiałów w budownictwie ziemnym, jako alternatywy dla naturalnych gruntów mineralnych.

EN

The work aimed at the determination of values of parameters characterising the shear strength of unburnt coal mining wastes (d < 63 mm) from the "Rydułtowy-Anna" mine, fly ash from the Power Station Skawina and mixtures of coal mining wastes with 10, 20, and 30 % (by weight) additive of fly ash. On the basis of investigations carried out the influence of condensation and ash additive on the changes of the angle of internal friction and cohesion were determined. It has been stated that the strength parameters of the tested materials were relatively high, and in the case of mixtures they have pointed out the dependence on ash additive. Moreover, the assessment of usability of the tested materials for earth structures as an alternative for natural mineral soils was performed.

18

Wpływ zastosowanego geosyntetyku na wodoprzepuszczalność zbrojonych nasypów z odpadów powęglowych

Baran P., Cholewa M.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 10

59--64

PL

W artykule przedstawiono problem ustalenia współczynnika filtracji geokompozytu grunt-zbrojenie. Praca opiera się na badaniach modelowych i obliczeniach numerycznych. Badania modelowe filtracji przeprowadzono na modelach nasypów z odpadów powęglowych kopalni „Sośnica”. Jako zbrojenie jednego z nasypów zastosowano dwukierunkową geosiatkę. W celu przeprowadzenia analizy wstecznej problemu filtracji ustalonej wykorzystano system analizy MES Z_Soil.PC. Zastosowana metoda elementów skończonych, wykorzystując dane z pomiarów modelowych, pozwoliła ustalić, iż wartość współczynnika filtracji geokompozytu odpady powęglowe-geosiatka nie jest większa niż dla niezbrojonego nasypu z tego samego materiału odpadowego.

EN

This paper describes the matter of hydraulic conductivity determination of geocomposites of reinforced soil. This work is based on model tests and numerical calculations. Model tests of filtration have been performed on dyke models from post-carbonic waste of „Sośnica” mine. One of the dykes was reinforced with contraflow geogrids. In order to carry out a reverse analysis of the hydraulic conductivity matter determination, the MES Z_Soil.PC analytical system has been applied. Basing on the The Finite Element Method, which uses the numerical data, it can be stated that the filtration coefficient value of the geocomposite of post-carbonic waste – geogrid is not higher than a plain dyke from similar waste material.

19

Ściśliwość zleżałych odpadów powęglowych oraz ich mieszanek z popiołami lotnymi

Zawisza E., Micor W.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 10

65--70

PL

Celem pracy było określenie parametrów ściśliwości, to jest wartości osiadań, modułów ściśliwości pierwotnej i wtórnej odpadów powęglowych z kopalni „Rydułtowy-Anna” oraz ich mieszanek z 10, 20 i 30 % dodatkiem (wagowo) popiołów lotnych z Elektrowni Skawina. W wyniku badań stwierdzono, że najmniej ściśliwa była mieszanka odpadów powęglowych z 10 % dodatkiem popiołu, bardziej ściśliwa była mieszanka odpadów powęglowych z 20 % dodatkiem popiołu i same odpady powęglowe, a największą ściśliwość wykazała mieszanka odpadów powęglowych z 30 % dodatkiem popiołu. Odpady powęglowe oraz mieszanki odpadów powęglowych z popiołem wykazują ogólnie niezbyt dużą ściśliwość oraz dużą wytrzymałość na ścinanie. Można więc stwierdzić, że materiały te mogą być wykorzystane w budownictwie ziemnym oraz w innych dziedzinach inżynierii lądowej i wodnej.

EN

Determination of parameters of compressibility, that is the values of settlement as well as primary and secondary compressibility moduli of coal mining wastes from the Rydułtowy-Anna mine and their mixtures with 10, 20 and 30 % (by weight) additives of fly ashes from the Power Plant Skawina was the purpose of this work. The results of the study have shown that the mixture of coal mining wastes with 10 % additive of ash was the least compressible. More compressible were: mixtures of coal mining wastes with 20 % additive of ash and coal mining wastes alone. The most compressible was the mixture of coal mining wastes with 30 % additive of ash. In general, coal mining wastes and their mixtures with ash are characterized by low compressibility and significant shear strength. Thus, the results of the tests show, that these materials can be used on a broad scale in earth structures and other fields of civil engineering.

20

Próba zastosowania reaktora ze złożem stałym do oceny punktu inicjacji zapłonu obiektów formowanych z odpadów powęglowych

Gogola K., Iwaszenko S., Smoliński A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 1

35-46

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań podatności na samozapłon dla materiału zgromadzonego z wybranych obiektów uformowanych z odpadów powęglowych. Badania przeprowadzone z próbek pobranych w obiektach: "Waleska" kopalnia "Bolesław Śmiały", "Wrzosy" kopalnia "Rydułtowy-Anna", "Szyby Zachodnie" kopalnia "Jas-Mos", hałda przy ul. Bielszowickiej w Zabrzu i hałda "Ruda" w Zabrzu-Biskupicach, polegały na podgrzaniu próbek do wybranej, na podstawie przeprowadzonych badań wstępnych, temperatury początkowej, a następnie obserwowaniu samoistnego jej wzrostu. Do reaktora wprowadzono mieszaninę O2 i N2, której skład odpowiadał składowi powietrza. W gazach wylotowych mierzono zawartość CO, CO2, H2 i O2. Przedstawiono interpretację uzyskanych wyników pomiarów oraz zaproponowano koncepcję trzyetapowego opisu rozwoju pożaru na obiekcie z odpadów powęglowych. Badania przeprowadzono w ramach projektu POIG 1.3 pt. "System zarządzania likwidacją emisji CO2 ze zwałowisk odpadów powęglowych".

EN

In the work the results of investigations into the susceptibility to spontaneous ignition for the material collected from selected objects formed from coal wastes were presented. The investigations carried out from samples taken at the objects: "Waleska" - "Bolesław Śmiały" colliery, "Wrzosy" - "Rydułtowy-Anna" colliery, "Szyby Zachodnie" - "Jas-Mos" colliery, dump in the Bielszowicka street in Zabrze and "Ruda" dump in Zabrze-Biskupice, consisted in preheating of samples to the initial temperature, selected on the basis of performed preliminary tests, and next in the observation of its autonomous growth. Into the reactor the mixture of O2 and N2 has been introduced, the composition of which corresponded with the composition of air. In the outlet gases the content of CO, CO2, H2, and O2. was measured. The interpretation of obtained measurement results was presented and the conception of three-stage description of fire development at the object from coal wastes has been proposed. The investigations were carried out in the framework of the POIG 1.3 project entitled "Management system of liquidation of CO2 emissions from coal waste dumps".