Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Problematyka ochrony środowiska w procesie ubiegania się o koncesje geologiczne i górnicze

Bachowski C., Kudełko J., Piątkowski J.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 8

7--11

PL

W artykule omówiono regulacje prawne w zakresie ochrony środowiska, w procedurze ubiegania się o koncesje geologiczne i górnicze. Wyspecyfikowano zapisy ustawy Prawo geologiczne i górnicze odnoszące się do ochrony i minimalizacji szkodliwego oddziaływania na środowisko robót geologicznych i górniczych. Omówiono również obowiązki, jakie nakładają na przedsiębiorcę ubiegającego się o koncesje, branżowe ustawy środowiskowe i rozporządzenie wykonawcze Rady Ministrów do ustawy.

EN

In the article have been discussed legal regulations relating to environmental protection, in the procedure of applying for geological and mining concessions. Regulations of the act Geological and Mining Law concerning the protection and minimization of harmful influence of geological and mining operations on the environment were specified. Furthermore, the obligations imposed on the entrepreneur applying for a concession by the branch environmental acts and executive order of the Council of Ministers to the act have been discussed.

2

Wybrane aspekty badań wykorzystania podziemnych wyrobisk górniczych do składowania odpadów

Marczak H.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 12

181-189

PL

Budowa składowisk odpadów w formacjach geologicznych pod powierzchnią ziemi jest zadaniem wieloetapowym i trudnym, szczególnie w przypadku składowania odpadów niebezpiecznych. Poszczególne etapy obejmują wstępną selekcję lokalizacji składowiska, prowadzenie badań terenowych i laboratoryjnych, prace projektowe i budowlane oraz eksploatację składowiska. Ocenia się, że w celu podziemnego składowania odpadów można wykorzystać również wyrobiska poeksploatacyjne, m.in. komory ługownicze w złożach soli kamiennej. Wtórne wykorzystanie komór stawia przed projektantami zadanie zaprojektowania wyrobisk tak, by rozkład naprężeń i temperatur w masywie skalnym utrzymywał się na dopuszczalnym poziomie. W pracy przeanalizowano wpływ wymiarów eliptycznego przekroju poprzecznego wyrobiska na koncentrację naprężeń w masywie skalnym otaczającym wyrobisko. Obliczenia pozwalają ustalić warunki powstania naprężeń wtórnych niekorzystnych dla stateczności komory.

EN

Construction of landfillsin geological formations beneath the earth is a multi-stage and difficulttask, especially for the storage of hazardous wastes. Specificsteps include the initial selection of the landfilllocation, conducting fieldresearch and laboratory studies, design work and construction and operation of the landfill. It is estimatedthat in order to underground storage waste can also be used mining excavations, including chambers after leaching in rock salt deposits. Reuse of chambers poses to designers task: to design the mining excavations so that the distribution of stresses and temperatures in the rock mass remained at an acceptable level. The paper examines the impact of cross-sectional dimensions of the elliptical the excavation on the stress concentration in the rock massif surrounding the excavation. The calculations allow to determine conditions for the formation of secondary stresses, which are detri-mental to the stability of the chamber.

3

Modelowanie matematyczne roztwarzania substancji aktywnych zawartych w podziemnym składowisku odpadów z uwzględnieniem dyfuzji i kinetyki reakcji chemicznych

Sławomirski M. R.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2005

|

Vol. 7, no. 3-4

283--293

PL

Przedmiotem artykułu jest dynamika roztwarzania substancji aktywnych rozproszonych w postaci drobnych ziaren w ośrodku porowatym przez przepływający płyn. Roztwarzanie ziaren substancji stałej przez ciecz potraktowano jako chemiczną rekcję heterogeniczną, w której istotną rolę odgrywają zjawiska na granicy faz ciecz-ciało stałe. Do opisu dynamiki przebiegu procesu roztwarzania zastosowano dwa podstawowe parametry: koncentrację substancji aktywnej w ośrodku porowatym G oraz koncentrację substancji aktywnej roztworzonej w poruszającym się płynie C. Każdy z tych parametrów potraktowano jako funkcję położenia x oraz czasu t. Modele idealnego roztwarzania (progressive conversion model, unreacted core model, shrinking core model) uzupełniono o sformułowaną hipotezę dyfuzyjnego transferu roztworzonej substancji przez okołoziarnową warstwę graniczną (18). Pociąga to za sobą modyfikację kinetyki roztwarzania uwzględniającą efekty związane z iloczynem rozpuszczalności R. Rozwiązanie sformułowanego nieliniowego zagadnienia początkowo-brzegowego (5), (18), (6), (7), (8) otrzymano w postaci przesuwającej się z prędkością adwekcji u fali stężenia substancji aktywnej w roztworze przepływającym w ośrodku porowatym. Efekty związane z dyfuzją molekularną i dyspersją hydrodynamiczną powodują wyrównywanie się dramatycznych gradientów stężeń między płynem wypierającym a płynem wypieranym, w rezultacie czego przesuwająca się fala ulega wygładzeniu i nie posiada charakteru ostrego skoku z nieciągłością pierwszej pochodnej przestrzennej.

EN

The article concerns the dynamics of dissolution of active substances dispersed in a porous medium by flowing fluid. The dissolution of solid grains is regarded as a heterogeneous chemical reaction for which the phenomena occurring at the liquid–solid interface are significant. For the description of the dissolution dynamics two principal parameters have been applied: the concentration of the active substance in porous material G, and the concentration of the active substance in flowing fluid C. Each of the parameters mentioned above is regarded as the function of position x and time t. The dissolution models (progressive conversion model, unreacted core model, shrinking core model) have been completed with the heuristic hypothesis concerning the diffusion type transfer of dissolved substance across the grain boundary layer (Eq. (18)). The hypothesis implies the modification of the dissolution kinetics and involves the effects related to the solubility product R. The solution of the initial – boundary value problem (5), (18), (6), (7), (8) referring to the dissolution problem has been obtained in the form of the wave of concentration of the active substance in flowing fluid. The wave velocity is identical with the advection velocity for the fluid flowing through a porous medium u. The diffusion and dispersion effects imply the reduction of extreme concentration gradients between the displacing and displaced fluids. Consequently, the translating concentration wave is smoothened, and it does contain a sharp jump representing the discontinuity of the spatial derivative ∂C/∂x.

4

Podziemne składowanie odpadów niebezpiecznych w Polsce aktualnym wyzwaniem dla inżynierii środowiska

Kleczek Z., Zeljaś D.

Maszyny Górnicze

|

2005

|

R. 23, nr 1

42--48

PL

Aktualnie w Polsce istnieje pilna potrzeba ostatecznego unieszkodliwienia ponad 6000 wypalonych w reaktorach badawczych elementów paliwa uranowego (HLW) i 5000 m3 odpadów średnio (ILW) i nisko (LLW) aktywnych. W perspektywie najbliższych dziesięcioleci, zależnie od rozwoju energetyki jądrowej, może powstać ponad 300 tysięcy m3 odpadów promieniotwórczych i około 10 6 Mg rocznie innych odpadów niebezpiecznych. Uwzględniając doświadczenia krajów Europy Zachodniej i USA, gdzie jedynym bezpiecznym i prawnie dopuszczonym sposobem postępowania z odpadami niebezpiecznymi jest ich przetworzenie i unieszkodliwianie poprzez podziemne składowanie. W świetle tych faktów aktualnym wyzwaniem dla inżynierii środowiska jest rozważenie możliwości budowy w Polsce podziemnego składowiska odpadów. W artykule wykazano, że pokładowe złoże soli Lubińsko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego (LGOM) odpowiada wszelkim kryteriom dla zlokalizowania w nim podziemnego składowiska odpadów niebezpiecznych.

EN

Now in Poland there is an urgent need of neutralization of more than 6 000 parts of uranium fuel (HLW) burned in reactors and 5 000 m3 of middle- (ILW) and low-(LLW) active wastes. Within the next ten years, more than 300 000 m3 of radioactive wastes and about 106 Mg of other dangerous wastes (per year) can appear, depending on development of the nuclear power engineering. Taking into account experiences of the West Europe countries and USA in handling with dangerous wastes, their processing and neutralization by the underground storage is the only safe and legally allowed method. In the light of these facts consideration of the possibility of building an underground waste storage in Poland is the actual challenge for the environmental engineering. The paper proved that a salt deposit in the Lubinsko-Glogowski Copper District (LGOM) satisfies all the criteria necessary to develop an underground dump for dangerous wastes there.

5

A simple phenomenological model of lixivitation of active substances dispersed in a porous material. Part II: shrinking core approach

Sławomirski M. R.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 3

307-316

EN

The second part of the paper presents a phenomenological model of the dissolution of small solid particles of an active substance dispersed in a porous material. It has been assumed that the leaching process is represented by a heterogeneous reaction realised accoding to the shrinking core pattern. Consequently, the dissolution phenomenon is regarded as the process determined by the reaction kinetics of order 2/3. The model has been formulated to describe the phenomenon of lixivitation of toxic substances contained in an underground depository of industrial waste materials. In the depository the lixivitation process is implied by the steady horizontal flow of subsurface water which is able to dissolve active substances. The differential equations which describe the dissolution process have been solved applying the Carson-Laplace integral transform method. The influence of crumbling of an active substance on the dissolution kinetics has briefly been discussed.

PL

Druga część artykułu prezentuje fenomenologiczny model roztwarzania substancji aktywnej mającej postać drobnych cząstek rozproszonych w ośrodku porowatym. Przyjęto, że proces ługowania stanowi reakcję heterogeniczną przebiegającą zgodnie z modelem kurczącego się rdzenia. W przeciwieństwie do modelu stopniowego przekształcania przedstawionego w poprzedniej części pracy, w modelach nieprzereagowanego rdzenia oraz kurczącego się rdzenia zakłada się, że reakcja roztwarzania zachodzi jedynie na powierzchni roztwarzanej cząstki. Powierzchnia reakcji, oddzielająca nieprzeragowany rdzeń od tzw. 'popiołu poreakcyjnego' nie jest statyczna, lecz przesuwa się stopniowo w głąb cząstki. Tym samym w miarę przebiegu reakcji obszar rdzenia ulega zmniejszaniu kosztem popiołu poreakcyjnego. W modelu kurczącego się rdzenia przyjmuje się ponadto, że popiół poreakcyjny po jego wytworzeniu jest natychmiast rozmywany przez przepływający płyn, w wyniku czego rozmiary cząstek substancji aktywnej zmniejszają się w miarę przebiegu reakcji. W konsekwencji, przyjmując sferyczny ksztah cząstek, zjawisko roztwarzania może być traktowane jako proces odpowiadający reakcji chemicznej rzędu 2/3, opisany równaniem (1). Czas przebiegu reakcji roztwarzania tdest wówczas skończony i określa go formuła (II). Zaproponowany model fenomenologiczny sformułowany został do opisu ługowania substancji szkodliwych zawartych w postaci drobnych cząstek rozproszonych w podziemnym składowisku odpadów przemysłowych. W składowisku takim proces ługowania jest związany z powolnym, stacjonarnym przepływem wód podziemnych mogących rozpuszczać substancje aktywne, a następnie transportować je w postaci unoszonych przez wodę jonów na znacznych obszarach, co prowadzić może do skażenia zasobów wód podziemnych. W artykule równanie różniczkowe (6) z warunkami początkowo-brzegowymi (3), (4), (5) opisujące zachodzące równocześnie roztwarzanie i transport substancji aktywnych rozwiązano metodą transformacji całkowych Carsona-Laplace'a. Równanie (6) ma charakter hiperboliczny i nie uwzględnia procesów dyfuzji molekularnej i dyspersji hydrodynamicznej. Jego rozwiązanie dane jest formułą (14) reprezentującą przesuwającą się falę stężenia. Przedyskutowano wpływ stopnia rozdrobnienia cząstek aktywnych na kinetykę procesu roztwarzania.

6

A simple phenomenological model of lixivitation of active substances dispersed in a porous material. Part I: progressive conversion approach

Sławomirski M.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 2

161-174

EN

In this paper the lixivitation of small solid particles of an active substance dispersed in a porous material has been considered. The model has been formulated in order to describe the phenomenon of lixivitation of toxic substances contained in industrial waste material located in an undergound depository. In the depository the lixivitation process is implied by the steady horizontal flow of subsurface water which is able to dissolve active substances. It has been assumed that the dissolution phenomenon depends on the reaction kinetics. The progressive conversion, unreacted core, and shrinking core models of the heterogeneous liquid - solid reaction have briefly been described. The system of differential equations which describe the lixivitation process for the progressive conversion dissolution pattern has been solved applying the Carson-Laplace integral transform method. The adequacy of the discontinuous solution of the boundary value problem for the description of the genuine lixivitation process has briefly been discussed.

PL

W artykule rozważono proces ługowania drobnych cząstek substancji aktywnej rozproszonych w ośrodku porowatym. Model został sformułowany w celu opisu zjawiska ługowania substancji szkodliwych zawartych w odpadach przemysłowych umieszczonych w podziemnym składowisku odpadów. Proces ługowania substancji ze składowiska spowodowany jest przez ustalony poziomy przepływ wód podziemnych zdolnych do roztwarzania substancji aktywnych. W artykule założono, że proces roztwarzania zależy od kinetyki odpowiedniej reakcji chemicznej. Przedstawiono w zarysie trzy modele przebiegu heterogenicznych reakcji chemicznych w układzie płyn - ciało stałe: model stopniowego przekształcania, model nieprzereagowanego rdzenia oraz model kurczącego się rdzenia. Jako podstawowe parametry modelu opisującego proces roztwarzania przyjęto koncentrację substancji aktywnej w przepływającym płynie F oraz koncentrację substancji aktywnej rozproszonej w odpadach [...]. Obydwa te parametry traktowane są jako funkcje położenia x i czasu t. Układ równań różniczkowych cząstkowych opisujący proces ługowania przebiegający zgodnie z modelem stopniowego przekształcania rozwiązano metodą transformacji całkowych Carsona-Laplace'a. Otrzymane rozwiązanie ma postać przesuwającej się z prędkością adwekcji u pojedynczej fali zmian koncentracji, reprezentującej wypieranie wody skażonej, znajdującej się początkowo w przestrzeni porowej odpadów przez wodę czystą, dopływającą przez brzeg składowiska x = O. Przedyskutowano zagadnienie adekwatności nieciągłego rozwiązania sformułowanego zagadnienia początkowo-brzegowego do opisu rzeczywistego procesu roztwarzania.

7

Modelowanie numeryczne transportu substancji aktywnych z uwzględnieniem sorpcji i reakcji chemicznych w oparciu o równania różniczkowe adwekcji i kinetyki procesów

Sławomirski M. R.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2004

|

Vol. 6, no. 3-4

243--248

EN

The problem of transfer of active substances dissolved from underground depository of industrial waste materials by subsurface water has been considered. It is assumed that the advection of dissolved active substance is modified by diffusion, sorption, and chemical reactions occurring in the solution. The problem has been described by the system of non-linear partial differential equations. The system of equations has been solved applying the finite difference technique. The original semi-implicite finite difference algorithm has been implemented within the computer program for the Digital AlphaStation RISC type computer. The solution of the problem is represented by the single concentration wave which moves from the boundary of depository with the advection velocity (cf. Fig. 1). The magnitude of the concentration wave is progressively decreased in distance from the boundary of the depository owing to sorption, ion exchange, and chemical disintegration of the active substance. The sharp edge of the wave is gradually `flattened’ as the result of diffusion and dispersion effects.

8

One-dimensional migration of an active substance involving subsurface advection, diffusion and sorption phenomena

Sławomirski M.

Archives of Mining Sciences

|

2002

|

Vol. 47, nr 4

521-537

EN

In this paper one-dimensional migration ofthe chemically active substance in the porous rock mass has been considered. It has been assumed that the active substance dissolved in water flowing through rocks is subjected simultaneously to the advection, diffusion, dispersion, sorption, ion exchange, and chemical disintegration processes. For the description of the problem the differential equations of balance and kinetics have been applied. The considerations are restricted to the initial phase of the migration process. Consequently, it has been assumed that at the initial time t = O the concentration of dissolved active substance C and the concentration of active substance sorbed in the rock are equal to zero. Moreover, the general non-linear kinetics equation may then be approximated by means of the linear relation. The differential equation describing the migration process has been solved applying the Carson-Laplace integral transform method. The solution for the case when the diffusion-dispersion process may be neglected has been compared to the solution for a the situation in which the diffusion and dispersion influence the pattern of the migration phenomenon.

PL

W artykule rozważono jednowymiarową migrację chemicznie aktywnej substancji w porowatym górotworze. Zagadnienie migracji substancji aktywnych posiada zasadnicze znaczenie dla problematyki podziemnego składowania szkodliwych odpadów przemysłowych. Zawarte w składowisku substancje toksyczne, rozpuszczone następnie w postaci jonów i unoszone przez przepływąjace wody podziemne, mogą być rozpraszane na znacznym obszarze, prowadząc do zatrucia podziemnych zasobów wodnych. Z punktu widzenia ochrony zasobów wodnych informacja dotycząca migracji skażeń ma zasadnicze znaczenie. W artykule przyjęto, że substancja rozpuszczona w wodzie przepływającej w skałach (zwana dalej substancją aktywną) podlega równocześnie procesom adwekcji, dyfuzji, dyspersji, sorpcji, wymiany jonowej i rozpadu chemicznego. Do opisu problemu zastosowane zostały równania różniczkowe bilansu i kinetyki. Jako podstawowe równania opisujące ruch płynu unoszącego substancje aktywne przyjęto równanie ciągłości przepływu w ośrodku porowatym (2) oraz formułę Darcy'ego (1). Jednowymiarowa propagacja substancji aktywnej opisana jest równaniem transportu (7) uwzględniającyej procesy wymienione uprzednio. W równaniu tym stężenie substancji w przepływającym płynie C oraz stężenie substancji zasorbowanej w skałach górotworu są podstawowymi zmiennymi zależnymi od położenia i czasu. Założono liniową kinetykę rozpadu substancji aktywnej daną wzorem (6), co z chemicznego punktu widzenia odpowiada reakcji I rzędu. Przyjęto, że procesy dyfuzji i dyspersji opisane są w wystarczającym przybliżeniu prawem Ficka (4). Rozważania ograniczono do początkowego stadium zjawiska migracji. Umożliwiło to przyjęcie założcnia, że w chwili początkowej koncentracja rozpuszczonej w wodzie substancji aktywnej C oraz koncentracja substancji aktywnej zasorbowanej w skałach są równe zeru. Ponadto nieliniowe równanie kinetyki procesu sorpcji i wymiany jonowej (5) może być wówczas aproksymowane relacją linową (8). W rezultacie ogólne równanie transportu (7) upraszcza się do postaci (9). Rozważono przypadek transportu jednowymiarowego, lecz uogólnienie równań na przypadki dwu- i trójwymiarowy nie stanonowi żadnego problemu. Przyjęto warunek początkowy, zgodnie z którym w chwili t = O konccntracja substancji aktywnej w przepływajacym płynie równa jest zeru, a dopływ tej substancji następuje poprzez brzeg x = O. Odpowiada to warunkom początkowo-brzegowym (10)-(12). W celu uniknięcia ewentualnych niejasności, w rozdziale 5 artykułu uściślono pojęcie początkowego stadium procesu migracji. Przyjmuje się, że proces migracji jest w stadium początkowym, jeśli nieliniowe równanie kinetyki procesu sorpcji i wymiany jonowej (5) może być aproksymowane relacją linową (8). Odpowiada to warunkowi (28), pokazanemu graficznie na rysunku l. Otrzymane równanie różniczkowe opisujące proces jednowymiarowej migracji (9) rozwiązano metodą transformacji Carsona-Laplace'a. Rozwiązanie fianlne w postaci całkowej (24) jest jednak niedogodne do przeprowadzania obliczeń i dlatego też skorzystano z numerycznych metod rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Równanie transportu (9) rozwiązano metodą różnic skończonych. Zastosowano aproksymację typu semi-implicitc (29), dzięki której problem sprowadzono do rozwiązania równania macierzowego (32) z macierzą współczynników L typu trójdiagonalnego. Analiza stabilności przyjętego schematu różnicowego (29), przeprowadzona szczegółowo w innej pracy autora (Sławomirski 2001) w oparciu o metodę analizy harmonicznej, prowadzi do warunku (30), który w obliczeniach efektywnych musi zawsze być spełniony. Przykładowe obliczenia przeprowadzono na komputerze Digital AlphaStation typu RISC, wykorzystując specjalnie do tego celu napisany przez autora program obliczeniowy oparty na przyjętym schemacie różnicowym. Ze względu na duże możliwości obliczeniowe maszyny zastosowano siatkę obliczeniową zawierającą 6000 węzłów. Wyniki obliczeń przedstawiono na rysunkach 2-5. Rozwązanie (34), (35) dla przypadku, gdy dyfuzja i dyspersja mogą być pominięte porównano z rozwiązaniem odpowiadającym sytuacji, gdy procesy dyfuzyjno-dyspersyjne mają istotny wpływ na finalny obraz zjawiska migracji. W przypadku gdy procesy dyfuzji i dyspersji są pominięte, rozwiązanie ma postać przesuwającej się w czasie fali eksponencjalnej "obciętej" przez wyraźny front falowy. Matematycznie jest on reprezentowany przez funkcję Heaviside'a (rys. 6). Obceność procesów dyfuzji i dyspersji "wygładza" front falowy, powodując nawet przy odpowiednio dużych wartościach współczynnika dyfuzji-dyspersji jego zaniknięcie. Z matematycznego punktu widzenia odpowiada to zmianie typu równania z hiperbolicznego na paraboliczne, w którym żadne nieciągłości pierwszej pochodnej rozwiązania nie powinny mieć miejsca.

9

Techniczne i ekologiczne aspekty lokowania odpadów powęglowych w podziemiach kopalń

Przywarska R., Myrcik G.

Maszyny Górnicze

|

2001

|

R. 19, nr 3

12-18

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania techniczne i ekologiczne związane z wykorzystywaniem i lokowaniem odpadów powęglowych w podziemiach kopalń. Omówiono metodologię oceny przydatności odpadów do wykorzystania w warunkach dołowych. Scharakteryzowano stosowane technologie z przeanalizowaniem wynikających stąd korzyści i zagrożeń. Ekologiczne aspekty lokowania odpadów powęglowych w podziemiach kopalń przedstawione zostały w odniesieniu do ich powierzchniowego składowania.

EN

Technical and ecological conditions connected with use and location of coal wastes in the mine underground were given in the paper. The methodology of usefulness of waste assessment in underground conditions was discussed. Present used technologies were characterized together with analysis of resulted advantages and hazards. Ecological aspects of coal wastes location in mines underground were presented in respect to their underground disposal.