Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Chemical and physical aspects of fires on coal waste dumps

Jendruś R.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2016

|

nr 8

131--149

EN

Process of formation of endogenic fire is very complex mechanism that is not yet fully understood. Doubts were dispelled in the matter of main spontaneous combustion reason, which is oxidation process of coal, which is the main burning by-product material of mining operation. However, reason for activation process of self-heating and leading coal substance to critical temperature (60-80°C) is not fully understood. With that in mind, authors reviewed knowledge about experiences with spontaneous combustions of coal dumps. Learning individual stages of development of thermal anomalies on coal dump allows introduction of more effective fire prevention and fighting methods. General characteristic of fire hazard on coal dumps has also been included. Focus has been put on causes of combustion, theories and studies on spontaneous combustion and on processes that lead to formation of endogenic fire and to stimulating its growth.

PL

Proces powstawania pożarów endogenicznych jest mechanizmem bardzo złożonym i jeszcze nie do końca zrozumianym. Wątpliwości zostały „zburzone” jedynie w kwestii głównego powodu samozapłonu jakim jest proces utleniania węgla, który stanowi podstawowy materiał palny ubocznego produktu procesu wydobywczego. Niezrozumiana do końca jest przyczyna aktywacji procesu samozagrzewania oraz doprowadzenie substancji węglistej do temperatury krytycznej (60-80°C). Wobec tego w niniejszym artykule autor, dokonał przeglądu dotychczasowej podstawowej wiedzy związanej z doświadczeniami nad samoistnymi zapłonami zwałowisk powęglowych. Poznawanie poszczególnych etapów rozwoju anomalii cieplnych występujących na hałdach pozwala na wprowadzenie skuteczniejszych metod prewencyjnych, profilaktycznych, a także zwalczania ognisk pożarowych. Przedstawiono również, ogólną charakterystykę zagrożenia pożarami na zwałowiskach odpadów powęglowych. Skupiono się na przyczynach zapłonu, teoriach i badaniach nad samozapalnością odpadów oraz na procesie powstawania pożaru endogenicznego i czynnikach stymulujących jego rozwój.

2

Mining waste dumps – modern monitoring of thermal and gas activities

Wasilewski S., Skotniczny P.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2015

|

T. 31, z. 1

155--181

EN

Mining waste dumps are permanently incorporated in the landscape of the mining areas and exert an impact on the environment in many ways. The presence in the massif of a dump of carbonaceous substances often leads to the formation of fire hazards.Monitoring the activity of a newly created coal waste dump or of one under fire plays an extremely important role in fire prevention activity. Under the current regulations it must be carried out both during the exploitation process and for many years after wards. Monitoring a dump is targeted, among others, at detecting thermal and gas anomalies already at the initial stage of development and to undertake preventive measures to eliminate and minimize the impact and load of a dump for the environment and the health and life of humans. In the article selected results of a research project (Raport 2011) are shown; a method of monitoring fire hazards at dump wastes was proposed, which includes thermal scanning and thermal-gas monitoring by a borehole method aimed at fixed points in the dump. Monitoring the large area of a dump requires exploration of the thermal state of a significant area hence the accepted scanning of the area is with a precision thermal imaging camera during an air raid. Then at selected sites of the dump, long-term in-field studies were conducted using the wireless data collection system from scattered test holes, made of perforated pipes and equipped with temperature and gas probes (CO, CO2, O 2). At the same time the changes of environmental conditions and changes in atmospheric state parameters were observed around the dump, the so-called wind rose, based on data recorded by the weather station.

PL

Zwałowiska odpadów wydobywczych wpisują się na trwałe w krajobraz terenów górniczych i oddziaływają na środowisko naturalne w wielu aspektach. Obecność w masywie zwałowiska substancji węglowych prowadzi często do powstawania zagrożeń pożarowych. Niezwykle ważną rolę w profilaktyce przeciwpożarowej odgrywa monitoring aktywności zwałowiska odpadów węglowych nowo powstałych i zapożarowanych. Zgodnie z obowiązującymi przepisami musi on być prowadzony zarówno w czasie eksploatacji jak i przez wiele lat po jej zakończeniu. Monitoring zwałowiska ma na celu m.in. wykrycie anomalii termicznych i gazowych już w początkowym stadium rozwoju i podjęcie działań profilaktycznych w celu usunięcia i minimalizacji wpływu oraz obciążenia zwałowiska dla środowiska oraz zdrowia i życia ludzi. W artykule przedstawiającym wybrane wyniki projektu badawczego (Raport 2011) zaproponowano metodę monitoringu zagrożeń pożarowych zwałowiska odpadów powęglowych, która obejmuje skaning termiczny oraz monitoring termiczno-gazowy metodą otworową w ustalonych punktach zwałowiska. Monitoring rozległego zwałowiska wymaga rozpoznania stanu termicznego znacznego obszaru, stąd przyjęto skanowanie terenu za pomocą precyzyjnej kamery termowizyjnej w czasie przelotu lotniczego. Następnie w wyznaczonych miejscach zwałowiska prowadzono długookresowe badania poligonowe z wykorzystaniem bezprzewodowego systemu zbierania danych z rozproszonych otworów badawczych, wykonanych z rur perforowanych i wyposażonych w sondy z czujnikami temperatury i gazów (CO, CO2, O2). Równocześnie obserwowano zmienne warunki otoczenia i zmiany parametrów stanu atmosfery, tzw. róży wiatrów, wokół zwałowiska na podstawie danych zarejestrowanych przez stację pogodową.

3

Wpływ stopnia termicznego przeobrażenia odpadów powęglowych na ich skład mineralny i petrograficzny

Nowak J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 1

143--160

PL

Wydobycie węgla kamiennego nierozerwalnie związane jest z wytwarzaniem odpadów. Wiele z nich zdeponowanych zostało na zwałowiskach (hałdach) i stanowi z jednej strony źródło uciążliwości dla środowiska, z drugiej zaś potencjalne źródło kruszywa. Odpady powęglowe zdeponowane na zwałowiskach narażone są na oddziaływanie czynników hipergenicznych. W wyniku oddziaływania tlenu atmosferycznego może dojść do samozagrzewania tych odpadów, a nawet do powstania pożarów endogenicznych. Spalanie substancji organicznej oraz oddziaływanie ciepła będącego efektem tego procesu powoduje zmiany składu mineralnego odpadów, a także ich struktur i tekstur. Badania przeprowadzone na zwałowiskach odpadów pogórniczych, które w minionych latach wykazywały aktywność termiczną, a także analiza danych literaturowych pozwoliły stwierdzić, że stopień termicznego przeobrażenia odpadów powęglowych jest zróżnicowany. Na zwałowiskach wydzielono strefy: nieprzeobrażoną termicznie, umiarkowanie przeobrażoną termicznie oraz intensywnie przeobrażoną termicznie. Odpady powęglowe z tych stref różnią się barwą, stopniem zachowania pierwotnej struktury skał oraz składem mineralnym. Barwa stref nieprzeobrażonych termicznie jest szara do czarnej, odpady zachowały pierwotne struktury skał, z których powstały, skład mineralny uległ jedynie niewielkim zmianom związanym z procesami wietrzenia. Strefy umiarkowanie przeobrażone termicznie cechują się barwą pomarańczowo-czerwoną, wynikającą z wypalenia substancji organicznej i utlenienia związków żelaza. Pomimo oddziaływania wysokiej temperatury pierwotne struktury skał są dobrze zachowane. Skład mineralny uległ wyraźnej zmianie, część minerałów uległa przeobrażeniom termicznym (rozpadowi termicznemu uległy minerały węglanowe, w minerałach ilastych nastąpiła dehydroksylacja). Odpady w strefach intensywnie termicznie przeobrażonych cechują się częściowym lub całkowitym przetopieniem materiału skalnego. W wyniku tego doszło do przeobrażeń pierwotnych struktur i tekstur, całkowitej zmianie uległ także skład mineralny – powstały zupełnie nowe minerały, które nie występowały w odpadach w chwili ich deponowania na zwałowisku. Dla odpadów ze stref intensywnie termicznie przeobrażonych charakterystyczne jest występowanie szkliwa, a także minerałów wysokotemperaturowych (np. mullitu, kordierytu, sillimanitu, spineli i innych), które w warunkach naturalnych powstają najczęściej w wyniku metamorfizmu kontaktowego.

EN

The excavation of hard coal is inseparably connected with the production of wastes. Many of these wastes are disposed of in waste dumps (tips). On the one hand this is a nuisance to the environment, while on the other hand – it represents a potential source of aggregates. Coal mining wastes disposed of in the dumps are exposed to hypergenic factors. In particular cases, self-ignition of these wastes may occur, even becoming the cause of endogenous fires. The combustion of organic substances and interaction with heat, which is an effect of this process, causes changes in the mineral composition of wastes and their structures and textures. Examinations conducted on coal mining waste dumps – which in previous years showed thermal activity – as well as an analysis of existing data allowed for the conclusion that the grade of thermal transformation of coal mining wastes is differentiated. The waste dumps were assigned the following zones: thermally untransformed zone, moderately thermally transformed zone, and intensively thermally transformed zone. Coal mining wastes from these zones vary in colour, the grade of conservation of the primary rock structure, and mineral composition. The colour of the thermally untransformed zone is grey and black, the wastes have preserved the primary structures of the rocks from which they originated, and the mineral composition indicated small changes connected with weathering processes. Moderately thermally transformed zones are characterized by an orange-red colour, implying the combustion of organic substances and oxidation of iron compounds. In spite of the influence of high temperature, the primary structures of the rocks are well preserved. Mineral composition distinctly changed; a part of the minerals (carbonates, clay minerals) were thermally altered. The wastes in intensively thermally transformed zones are characterized by partial or total melting of the rock material. As a result, transformations of the primary structures and textures occurred. The mineral composition has also been totally changed – new minerals originated which did not occur in the wastes at the time of their disposal in the waste dump. The occurrence of glaze as well as high-temperature minerals is characteristic for the wastes from intensively thermally transformed zones, most often originating under natural conditions as an effect of contact metamorphism.