Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Method for location of an external dump in surface mining using the A-star algorithm

Zajączkowski M., Kasztelewicz Z., Sikora M.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 3

721--730

EN

The construction of a surface mine always involves the necessity of accessing deposits through the removal of the residual overburden above. In the beginning phase of exploitation, the masses of overburden are located outside the perimeters of the excavation site, on the external dump, until the moment of internal dumping. In the case of lignite surface mines, these dumps can cover a ground surface of several dozen to a few thousand hectares. This results from a high concentration of lignite extraction, counted in millions of Mg per year, and the relatively large depth of its residual deposits. Determining the best place for the location of an external dump requires a detailed analysis of existing options, followed by a choice of the most favorable one. This article, using the case study of an open-cast lignite mine, presents the selection method for an external dump location based on graph theory and the A-star algorithm. This algorithm, based on the spatial distribution of individual intersections on the graph, seeks specified graph states, continually expanding them with additional elementary fields until the required surface area for the external dump - defined by the lowest value of the occupied site - is achieved. To do this, it is necessary to accurately identify the factors affecting the choice of dump location. On such a basis, it is then possible to specify the target function, which reflects the individual costs of dump construction on a given site. This is discussed further in chapter 3. The area of potential dump location has been divided into elementary fields, each represented by a corresponding geometrical locus. Ascribed to this locus, in addition to its geodesic coordinates, are the appropriate attributes reflecting the degree of development of its elementary field. These tasks can be carried out automatically thanks to the integration of the method with the system of geospatial data management for the given area. The collection of loci, together with geodesic coordinates, constitutes the points on the graph used during exploration. This is done using the A-star algorithm, which uses a heuristic function, allowing it to identify the optimal solution; therefore, the collection of elementary fields, which occupy the potential construction area of a dump, characterized by the lowest value representing the cost of occupation and dumping of overburden in the area. The precision of the boundary, generated by the algorithm, is dependent on the established size of the elementary field, and should be refined each time by the designer of the surface mine. This article presents the application of the above method of dump location using the example of “Tomisławice,” a lignite surface mine owned by PAK KWB Konin S. A. The method made it possible to identify the most favorable dump location on the northeast side of the initial pit, within 2 kilometers of its surrounding area (discussed further in chapter 3). This method is universal in nature and, after certain modifications, can be implemented for other surface mines as well.

PL

Budowa kopalni odkrywkowej wiąże się zawsze z koniecznością udostępnienia złoża poprzez zdjęcie zalegającego nad nim nadkładu. W początkowej fazie eksploatacji masy nadkładowe lokalizowane są poza granicami wyrobiska odkrywkowego na zwałowisku zewnętrznym, aż do momentu przejścia do zwałowania wewnętrznego. W przypadku kopalń odkrywkowych węgla brunatnego zwałowiska te osiągają powierzchnię od kilkudziesięciu do nawet kilku tysięcy hektarów. Spowodowane jest to dużą koncentracją wydobycia węgla brunatnego liczoną w milionach Mg na rok oraz stosunkowo dużą głębokością zalegania tych złóż. W celu wyboru najkorzystniejszej jego lokalizacji powinno się przeprowadzić szczegółową analizę alternatywnych wariantów, a następnie wybrać wariant najkorzystniejszy. W artykule przedstawiono metodę wyboru lokalizacji zwałowiska zewnętrznego na przykładzie wieloodkrywkowej kopalni węgla brunatnego opartą na teorii grafów i algorytmie A-star. Algorytm ten na podstawie przestrzennego rozmieszczenia poszczególnych węzłów w grafie przeszukuje określone stany grafu, rozbudowując je o kolejne pola elementarne, aż do uzyskania wymaganej wielkości powierzchni przeznaczonej pod budowę zwałowiska zewnętrznego charakteryzującej się przy tym najmniejszą wartością zajętego terenu. Aby to osiągnąć konieczne jest dokładne zidentyfikowanie czynników mających wpływ na wybór lokalizacji zwałowiska zewnętrznego. Na ich podstawie można określić funkcję celu odzwierciedlającą wielkość poszczególnych kosztów budowy zwałowiska zewnętrznego na danym terenie, co zostało szczegółowo opisane w rozdziale 3. Obszar potencjalnej lokalizacji zwałowiska zewnętrznego podzielono na pola elementarne, którego reprezentantem jest centrodia. Centroidzie tej, oprócz jej współrzędnych geodezyjnych, przypisano odpowiednie atrybuty odzwierciedlające stopień zagospodarowania jej pola elementarnego. Czynności te mogła zostać przeprowadzone automatycznie dzięki zintegrowaniu opracowanej metody z systemem zarządzania danymi geoprzestrzennymi o terenie. Zbiór centroid wraz z jej współrzędnymi geodezyjnymi i przydzielonymi atrybutami stanowił wierzchołki grafu do przeszukiwania, którego użyto algorytmu A-star. Algorytm ten wykorzystuje funkcję heurystyczną, dzięki której jest w stanie za każdym razem wskazywać optymalne rozwiązanie, a więc taki zbiór pól elementarnych, których zajęcie pod budowę zwałowiska zewnętrznego będzie charakteryzowało się najmniejszą wartością reprezentującą koszty zajęcia i zwałowania mas nadkładowych na tym obszarze. Dokładność przebiegu granicy wygenerowanej przez algorytm uzależniona jest od przyjętej wielkości pola elementarnego i za każdym razem powinna być ona uszczegółowiona przez projektanta kopalni odkrywkowej. W artykule przedstawiono zastosowanie powyższej metody lokalizacji zwałowiska zewnętrznego na przykładzie kopalni odkrywkowej węgla brunatnego „Tomisławice” należącej do PAK KWB Konin S.A. Dzięki niej możliwe było wskazanie najkorzystniejszej lokalizacji zwałowiska po północno-wschodniej stronie wkopu udostępniającego i oddalonego od niego o ok. 2 km, co zostało opisane w rozdziale 3. Opracowana metoda ma charakter uniwersalny i po pewnych modyfikacjach może być zaimplementowana także dla kopalń odkrywkowych innych kopalin.

2

Wpływ kształtu zwałowiska zewnętrznego na koszty transportu zwałowanego urobku

Zajączkowski M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 3

405-413

PL

W artykule przeanalizowano wpływ kształtu zwałowiska zewnętrznego na koszty transportu urobku. W tym celu określono trzy bryły zwałowiska o takiej samej objętości i wysokości, generalnym nachyleniu zboczy oraz lokalizacji pochylni transportowej. W każdym przypadku wyznaczono położenie środków ciężkości w zależności od przyjętego kształtu podstawy zwałowiska. Znając odległość środka ciężkości od początku pochylni transportowej określono średnią drogę transportu na zwałowisku oraz jednostkową energię potrzebną do przetransportowania danej objętości urobku. Wielkości te umożliwiają oszacowanie kosztów transportu urobku i wskazanie najkorzystniejszego kształtu zwałowiska zewnętrznego z uwagi na te koszty.

EN

Influence of the shape of external dump on the transportation costs was analyzed in the article. In order to do this, three shapes of external dump were defined with the same volume and height, general slope gradient and the location of the transportation ramp. In all three cases the position of center of gravity was determined depending on the received shape of the basis of the dump. Knowing the distance from the center of gravity to the beginning of the transportation ramp, the average road of transportation on the dump was estimated and the elementary energy demand to transporting fixed volume of the overburden. These values make estimation of the transportation costs of the dumping masses possible and show the most profitable shape of external dump considering these costs.

3

Problemy rekultywacji leśnej zwałowiska zewnętrznego Pola Szczerców

Krzaklewski W., Wójcik J., Kubiak B., Dymitrowicz J.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 3

193-202

PL

Aktualnie działalność rekultywacyjna kopalni Bełchatów przesuwa swój środek ciężkości na zwałowisko zewnętrzne Pola Szczerców. Pierwotne plany zakładały tymczasową obudowę biologiczną (zadarnienie) tego zwałowiska i jego reeksploatację do wyrobisk: bełchatowskiego i szczercowskiego. Tymczasem zdecydowano, że zwałowisko to pozostanie w miejscu, w którym jest obecnie budowane i będzie rekultywowane na przeważającej powierzchni dla leśnego kierunku zagospodarowania. W związku z tym opracowano metodę zalesienia opartą na wynikach badań florystycznych i glebowych na podstawie których wyróżniono 4 kategorie powierzchni, którym przypisano odpowiednie cykle zabiegów rekultywacyjnych.

EN

The current reclamation measures taken by Bełchatów Brown Coal Mine are shifting their focus to the outer waste heap of Szczerców Extraction Field. The original plans aimed at temporary biological reclamation (sodding) of the waste heap and its re-exploitation to the Bełchatów and Szczerców workings. Meanwhile the decision was taken that the heap should remain where it is being built now and that most of its area would be reclaimed for forest management. For this reason, an afforestation method has been developed which is based on the results of flora and soil analyses which allowed for distinguishing 4 area categories, each with appropriate cycles of reclamation measures.

4

Koncepcja przestrzennego odwzorowania kosztów zwałowania na zwałowisku zewnętrznym

Kasztelewicz Z., Zajączkowski M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 4

319-325

PL

Odkrywkowa eksploatacja złóż wymaga podczas jego udostępnienia zdjęcia nadkładu zalegającego nad nim i zdeponowania go poza wyrobiskiem odkrywkowym. Najczęściej nadkład ten lokowany jest na zwałowiskach zewnętrznych zlokalizowanych w bezpośredniej odległości od wkopu udostępniającego. Największe tego typu obiekty powstają podczas budowy kopalń odkrywkowych węgla brunatnego. Głębokość zalegania tych złóż powoduje, że na zwałowisko zewnętrzne trafia od kilku do kilkuset milionów m3 nakładu. W związku z tym koszty związane z procesem zwałowania są istotnym elementem udostępnienia złoża. W artykule przedstawiono koncepcję przestrzennego odwzorowania kosztów zwałowania na zwałowisku zewnętrznym. Stworzono hipotetyczny model zwałowiska oraz topografii terenu, na którym zostało ono zlokalizowane. Odwzorowania kosztów dokonano przy użyciu modelu blokowego tego zwałowiska.

EN

Opencast exploitation of mineral deposits requires removing the overburden lying over them and dumping it outside the pit. Most often the overburden is located at the external dumps in immediate proximity from the opening cut. Biggest objects of this kind are created during the building of opencast lignite mines. Large depth on which the deposits are located results in a creation of an external dump with a capacity ranging from a few to few hundred million m3. Costs associated with dumping are relevant element of making the deposit accessible. The article presents a concept of spatial model of costs of dumping at the external dump. A hypothetical model of the external dump and terrain's topography on which the dump is located was created. The costs were projected with the use of the dump's block model.

5

Perspektywy pozyskania energii z biomasy drzewostanów na zrekultywowanym zwałowisku zewnętrznym KWB "Bełchatów"

Pietrzykowski M., Socha J., Krzaklewski W.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 2

373-381

PL

Celem pracy była ocena potencjalnych możliwości produkcji biomasy drzewostanów sosnowych (Pinus sylvestris L.) I klasy wieku (do 20 lat) wzrastających na wierzchowinie zwałowiska zewnętrznego kopalni węgla brunatnego "Bełchatów" oraz możliwości pozyskania z nich w przyszłości energii odnawialnej. Badania prowadzono w 12 - 19-letnich drzewostanach na 8 powierzchniach doświadczalnych (10 x 10 m) w dwóch wariantach troficznych siedlisk (1- na czwartorzędowych piaskach gliniastych i glinach oraz 2- trzeciorzędowych utworach kwaśnych po neutralizacji), po 4 powtórzenia dla wariantu. Jedną powierzchnię kontrolną założono w drzewostanie gospodarczym. Stwierdzono, że siedliska na wierzchowinie zwałowiska wykazują zróżnicowany potencjał dla produkcji biomasy, która może posłużyć jako biopaliwo oraz może brać udział w naturalnym procesie sekwestracji węgla. Biomasa drzewostanów wahała się w przedziale od 8 to 40 Mgxha/-1, a średnio 25 Mgxha/-1 suchej masy. Potencjalne możliwości produkcji energii odnawialnej z biomasy oszacowano na 80 do 400 kJ X 10/6 ha/-1, a średnio 240 kJ x 10/6 ha/-1, co stanowiło średnio około 40% w stosunku do porównywanego siedliska naturalnego. Ilość energii potencjalnie zakumulowanej w drzewostanie na całej powierzchni wierzchowiny (ok. 300 ha) może wynosić już w I klasie wieku drzewostanów od około 24 000 do 120 000 kJ x 10/6 ha/-1, a średnio 72 000 kJ x 10/6 ha/-1. Przy czym uwzględniając dynamiczny przyrost biomasy w wieku około 20 lat może to wynosić ponad 130 000 kJ X l0/6ha/-1. Uzyskane wyniki wskazują na jedną z możliwych form wykorzystania i zagospodarowania rekultywowanych siedlisk pogórniczych dla plantacji drzew i produkcji energii odnawialnej.

EN

The aim of the work was to quantify the biomass, and potential for renewable energy production, of a stand of Scots Pine (Pinus sylvestris L.), in the first age group (up to 20 years), that grow on the external slope of the "Bełchatów" lignite mine. The results were compared to managed forests in the vicinity of the slope. The research was conducted on 8 experimental plots (10 x 10 meters) in two trophy variants (quaternary loamy sands and tertiary pyrytic strata after neutralization) using 12-19 year old tree stands, with 4 replications for each variant. One control plot was arranged in managed tree stands adjacent to the mine. It was found that post-mining sites, compared natural site, have an average 30% potential for biomass production and carbon sequestration. The range of tree stands' biomass, on the lignite mine slope, was 8 to 40 Mg ha/-1, and average 25 Mg ha/-1 dry biomass. Potential production of renewable energy was estimated to be 80 to 400 kJha/-1 x 10/6, and average 240 kJ x 10/6ha/-1. Total energy potential on the external slope plateau (approximately 300 ha) was 24 000 to 12 000 and average 130 000 kJ x 10/6 ha/-1. The results show the potential to manage post-mining sites, as tree plantations for renewable energy production.

6

Społeczne aspekty rewitalizacji

Ostręga A., Kasprzyk R.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2007

|

R. 49, nr 5-6

169-175

PL

W artykule poruszone zostały społeczne aspekty procesu rewitalizacji. Nawiązano do wytycznych Komisji Europejskiej oraz polskich dokumentów strategicznych w kwestii społecznego wymiaru rewitalizacji. Przedstawiono metody dialogu społecznego oraz zastosowanie niektórych z nich w procesie rewitalizacji. Przedstawiono wyniki ankiet przeprowadzonych w ramach opracowania koncepcji rewitalizacji zwałowiska zewnętrznego odkrywki Szczerców. Na przykładzie tzw. warsztatów scenariuszy wiadomości pokazano partycypację społeczną w kreowaniu pomysłów na zagospodarowanie obiektów poprzemysłowych. Poddano ocenie narzędzia służące partycypacji społecznej. Przedstawiono dwa podejścia do definiowania grupy potencjalnych beneficjentów zrealizowanych projektów.

EN

The article presents the social aspects of revitalization processes. Guidelines set by the European Commissions were referred to as well as to Polish strategic documents on the issue of the social extent of the revitalization. Methods of social participation stimulating and application some of them in the revitalization processes were presented. The results of a questionnaire conducted within the frame of preparing a revitalization concept for the external dump near Szczerców were presented. On the example of the so-called awareness scenario workshops, social participation in the creation of ideas for developing postindustrial buildings was shown. The tools used to serve social participation were assessed. Two ways of defining the groups of potential beneficiaries of the completed projects were presented.

7

Ocena zaopatrzenia sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w składniki pokarmowe w warunkach zwałowiska zewnętrznego KWB "Bełchatów"

Bajorek-Zydroń K., Krzaklewski W., Pietrzykowski M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 2

67-74

PL

Celem pracy była ocena zaopatrzenia w składniki pokarmowe sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w I klasie wieku (do 20 lat) rosnącej na wierzchowinie zwałowiska zewnętrznego Kopalni Węgla Brunatnego "Bełchatów" i w lasach gospodarczych w sąsiedztwie zwałowiska. Badania prowadzono na 60 powierzchniach doświadczalnych (10 x 10 m) w chronosekwencji 5-7, 9-11 i 12-14 lat, po 10 powtórzeń dla każdej grupy wieku na zwałowisku i w drzewostanach gospodarczych. Stwierdzono, że w warunkach bełchatowskiego zwałowiska najbardziej deficytowym pierwiastkiem był azot, którego średnia zawartość w igłach wynosiła od 0,8 do 0,9%. Na podstawie wyników pomiaru wysokości sosny i długości igieł ustalono, że dobry wzrost egzemplarzy tego gatunku miał miejsce przy zawartości azotu w jej aparacie asymilacyjnym wynoszącym co najmniej 1,0% N. Zawartości pozostałych ważnych dla drzew biogenów (Ca, Mg, K. P, S) w igłach sosny uznano za wystarczające, przy czym zawartość fosforu w igłach sosny na zwałowisku była wyraźnie niższa w porównaniu do aparatu asymilacyjnego sosny z lasów przyległych do zwałowiska. Proporcje poszczególnych makroelementów zawartych w igłach sosny były korzystne, a średnie zawartości układały się w charakterystyczny dla tego gatunku szereg ilościowy: N > K > Ca > P > Mg. Uzyskane wyniki pokazują, że za wyjątkiem azotu inicjalne gleby zwałowiska zapewniają wprowadzonej w ramach rekultywacji sośnie zwyczajnej większość składników pokarmowych.

EN

The aim of the work was to assess the Scots pine (Pinus sylvestris L.) nutrient supply in the first age group (of up to 20 years) growing on the top of the external slope in the Bełchatów lignite mine and in managed forests in the vicinity of the dump. The research was conducted on 60 experimental plots (10x10 m) in a chronosequence of 5-7, 9-11 and 12-14 years, with 10 repetitions for each age group on the slope and in managed tree stands. It was found that nitrogen was the most deficient element in the Bełchatów dump. Its average content ranged from 0.8 to 0.9%. Based on the results of pine high and needle length measurements it was established that satisfactory growth of the trees from this species took place when nitrogen content in its assimilation apparatus was at least 1.0% N. The content of other biogenes important for trees (Ca, Mg, K, P, S) was considered satisfactory in pine needles, however the phosphate content in the slope was visibly lower than in the assimilated material of pines from forests in the vicinity of the dump. The proportions of individual macroelements in pine needles were satisfactory and the mean content appeared in quantitative series characteristic for the species: N > K > Ca > P > Mg. The obtained results show that with the exception of nitrogen, the initial soils of the dump provide the majority of nutrients for the Scots pine introduced as part of the reclaim process.

8

Możliwość wykorzystania obiektów górniczych dla celów rekreacyjnych na przykładzie zwałowiska zewnętrznego Pola Szczerców

Cichoń T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 2

161-170

PL

Eksploatacja górnicza złóż węgla brunatnego, prowadzona metodą odkrywkową, pozostawia najczęściej na terenie objętym działalnością wyrobiska końcowe oraz zwałowiska zewnętrzne w terenie przyległym do wyrobiska. Budowa zwałowiska zewnętrznego wiąże się z zajęciem dużej powierzchni terenu przylegającej do wyrobiska oraz ze znacznym powiększeniem obszaru przeznaczonego dla docelowej rekultywacji. Zaletą może być urozmaicenie otaczającego je terenu, często nieatrakcyjnego turystycznie, poprzez możliwość usytuowania na takim zwałowisku punktów widokowych, ścieżek rowerowych, tras pieszych, a także przede wszystkim obiektów wymagających znacznych różnic wysokości, jak na przykład tras narciarskich, saneczkowych itp. Dogodny obszar do wykonania takiej formy rekultywacji znajduje się na zboczu północnym zwałowiska zewnętrznego Pola Szczerców. Część z wyżej wymienionych obiektów przeznaczonych dla celów rekreacyjnych może być zrealizowana w najbliższym czasie - lata 2007-2013, jako Ośrodek Sportów Zimowych BOT KWB "Bełchatów" SA.

EN

Open cast exploitation of deposits of lignite leaves post-exploitation pits and external dumps. Building of external dumps is connected with occupying of large areas and increasing of areas designed for final restoration. External dumps bring in diversity in landscape which is very often touristic unattractive. Dumps make possible making view points, bike and foot paths and object demanding large height differences, e.g. ski lifts. This type of reclamation may be used in northern slope of Field Szczerców external dump. Part of mentioned above recreational objects may be realized in years 2007-2013 as a part of Winter Sport Center BOT KWB Bełchatów

9

Właściwości gruntu zwałowego z KWB Turów

Rybicki S., Kaczmarczyk R., Borecka A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

1999

|

Vol. 41, nr 4-5

132-148

PL

Badaniom poddano grunty ze zwałowiska zewnętrznego KWB Turów. Próbki gruntowe o nienaruszalnej strukturze zostały pobrane z profilu czterech otworów odwierconych do głębokości 50 m. Otwory zlokalizowane były w różnych wiekowo częściach zwałowiska o stażu od 1-21 lat. W wyniku badań określono zróznicowanie charakteru litologicznego i składu granulometrycznego gruntów w zwałowisku oraz ich podstawowych cech fizycznych. stwierdzono znaczną lokalną zmiennośc składu i wilgotności gruntu zwałowego oraz tendencję wzrostu wilgotności z głębokością a także z wiekiem zwałowiska. Gęstośść objętościowa gruntu zwałowego jest także lokalnie bardzo zmienna i ma tylko słabo wyrażoną tendencję do wzrostu z głębkością. Rezultatem dużej zmienności składu i stanu gruntu zwałowego jest duże zróżnicowanie jego wytrzymałości na ścianie. W artykule podano wartości parametrów tej wytrzymałości w nawiązaniu do stanu konsystencji gruntu zwałowego.

EN

Studies included soils from the external dump of the Turów brown Mine. Samples of Undisturbed structure were collected from four boreholes drilled to the depth of 50 meters. The wells were localized in various parts of the dump and different in the age of deposition (from 1 to 21 yers). The results allowed to determine differences in lithology, granulometric composition and physical properties. High local variability in character and moisture content was observed together with the increasing trend of moisture with the depth but the increasing trend with the depth is poorly marked. High variability in character and consistency of the soils results in deversified shear atrehgth. The paper presents values of shear strength related to the state of consistency of dumped soils.

10

Numeryczny model terenu fragmentu zwałowiska zewnętrznego

Głowacki T., Woźniak J., Zając P.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 82, nr 21

137-143

PL

Przedstawiono przykład budowy numerycznych modeli terenu jako elementów bazy geograficznej GIS na podstawie akyualizacyjnych pomiarów geodezyjnych i fotogrametrycznych. W budowie bazy graficznej uwzględniono również istniejące materiały kartograficzne, dotyczące wybranych etapów zwałowania oraz mapy geologicznej podłoża zwałowiska.

EN

An example of the construction of digital terrain models as elements of a GiS graphic data base on the basis of updating geodesic and photogrammetric measurement is presented. Also the exisiting cartographic materials on selected stage of dumping and a geologic map of the dump subsoil utilised to build the graphic data base.