Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Placement of Waste Rocks in Waste Dump for Prevention of Acid Mine Drainage (AMD) by Cover System in Open Cast Coal Mine: Effects of Water Quality on AMD

Matsumoto S., Ishimatsu H., Shimada H., Sasaoka T., Kusuma G.-J., Gautama R. S.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

97--102

EN

Acid Mine Drainage (AMD) attributed to mine operation is considered one of serious environmental problems in the world. Cover system is utilized as an environmentally-friendly and an effective way for prevention of AMD in many cases in open cast coal mines in Indonesia. Waste rocks are classified into Potentially Acid Forming (PAF) or Non Acid Forming (NAF) on the basis of geochemical properties of rocks. PAF which is a cause of AMD is covered with NAF which is considered rocks unrelated to AMD at waste dump in order to prevent the contact of PAF with water and oxygen. The placement of backfill of waste rocks in waste dump is determined only by the classification at the aim of the prevention of AMD. According to past studies, pH affects the progress of AMD through the change of dissolution behavior of metals. In regard to the occurrence of AMD on the inside of waste dump, waste rocks in the lower part of waste dump are possibly affected by leachate from the upper part. Thus, the placement of waste rocks in waste dump need to be discussed in terms of not only the types of PAF or NAF but also the effects of water quality on the occurrence of AMD. This study presents the effects of pH on the progress of AMD with the results of leaching test under various pH conditions using rock samples taken in coal mine: pH was set at 3.0, 6.0, and 8.0. The results indicate that pH is not important factor as compared to the supply of oxygen to discuss the progress of AMD for a long term. In other words, the placement of waste rocks in cover system has to be determined by considering not so much the effect of water quality as the supply of oxygen.

PL

Kwaśne odcieki z kopalni (AMD) związane z operacjami górniczymi są postrzegane jako jeden z najbardziej poważnych problemów środowiskowych. Przedstawiony system ochrony jest przyjazny dla środowiska i jest efektywnym sposobem na prewencyjne działania wobec AMD w wielu przypadkach dla kopalń odkrywkowych w Indonezji. Odpady górnice dzieli się na Potencjalnie Tworzące Kwasy (PAF) oraz Nie Tworzące Kwasów (NAF) na podstawie ich właściwości geochemicznych. PAF, będące przyczyną AMD są pokryte NAF, które z kolei są nie związane z AMD i stosowane są w celu uniknięcia kontaktu PAF z wodą i tlenem. Umiejscowienie miejsca podawania odpadów na składowisku jest uwarunkowane jedynie lokalizacją związaną z potencjalnym wpływem AMD. Według przeprowadzonych dotychczas badań, odczyn pH wpływa na AMD poprzez zmianę rozpuszczalności metali. Ze względu na obecność AMD wewnątrz składowiska, odpady znajdujące się w dolnej części składowiska są narażone na działanie odcieków z górnej części. Zatem, lokowanie odpadów na składowisku musi uwzględniać na nie tylko typy PAF lub NAF, ale także na wpływ jakości wody na występowanie AMD. W artykule przedstawiono analizę wpływu pH na postęp AMD wraz z wynikami testów ługowania w warunkach różnej wartości pH – 3,0, 6,0 oraz 8,0. Wyniki wskazują, że pH ma mniej istotny wpływ od warunków utleniania w długim okresie czasu. Sposób lokowania odpadów musi być uzależniony bardziej od dostępności tlenu, mniej od jakości wody.

2

Utilization of Coal Ash for Preparation of Seedbed in Disturbed Land in Indonesian Open Cut Coal Mine

Hamanaka A., Shimada H., Ogata S., Sasaoka T., Miyajima I.

Inżynieria Mineralna

|

2016

|

R. 17, nr 1

109--116

EN

The amount of coal ash disposed as industrial wastes is increasing with increasing coal demands all over the world. Although coal ash is generally disposed by landfill, the demand of effective utilization of them is increasing because of the limitation of the disposal site. Moreover, in Indonesia, most of soil is classified as acrisol which is acid and clay-rich soil. As the plant growth is inhibited under the acid and low permeability, the utilization of coal ash is expected in order to improve physical and chemical conditions of seedbed in the revegetation area. In this paper, the utilization of coal ash for preparation of seedbed in disturbed land in Indonesian open cut coal mine is discussed by means of several laboratory tests, column leaching test, and laboratory vegetation test by using Acacia mangium. Considering the obtained results, it was suggested that the coal ash can be utilized to improve the physical and chemical conditions of seedbed and the growth rate of Acacia mangium by incorporated into soil with proper mixture rate.

XX

Ilość popiołu węglowego składowanego jako odpady przemysłowe narasta wraz ze wzrostem zapotrzebowania na węgiel w świecie. Mimo tego, że popiół węglowy jest zazwyczaj deponowany na składowiskach wzrasta zapotrzebowanie na jego efektywną utylizację ze względu na ograniczoność miejsc przeznaczonych na jego składowanie. Ponadto, w Indonezji większość gleb jest klasyfikowana jako akrisol, który jest glebą kwaśną i bogatą w ił. Wzrost roślin jest hamowany przez zakwaszenie i niską przepuszczalność i z tego powodu oczekuje się, że popiół węglowy spowoduje poprawę warunków fizycznych i chemicznych podłoża w rejonie wegetacji. W artykule przedstawiono zastosowanie popiołów węglowych do przygotowania podłoża w rejonie indonezyjskiej kopalni odkrywkowej węgla za pomocą wielu testów laboratoryjnych, testów ługowania kolumnowego oraz testów wegetacji w warunkach laboratoryjnych przeprowadzonych za pomocą Acacia mangium. Ze względu na otrzymane wyniki, sugeruje się, że popiół węglowy może być zastosowany w celu poprawy warunków fizycznych i chemicznych podłoża oraz powoduje poprawę wzrostu Acacia mangium przy odpowiednim jego dozowaniu.

3

Construction of Seabed Structures by New Development Covering Material Using Fly Ash

Shimada H., Sasaoka T., Fujita S., Wahyudi S., Yoshida Y.

Inżynieria Mineralna

|

2016

|

R. 17, nr 1

143--151

EN

In recent years, many seabed structure materials are needed for extraction of methane hydrate and submarine hydrothermal polymetallic ore in Japan. Although covering material is required to make the protection disturbance for environmental issues at seabed, it has high mobility, and does not bleed, etc. after construction. Therefore, a construction material which uses a material mixture of the surface-active agent with fly ash was developed. Usage of fly ash instead of cement leads to improved mobility, reduced construction cost and so on. In considering these points, in order to clarify to what degree the contents of surfactant affects the properties of the injected fly ash mixture into the construction of seabed structures, different combinations of fly ash, surfactant and water were considered by means of multiple experiments.

PL

W ostatnich latach istnieje potrzeba obecności wielu materiałów w strukturze dna morza aby możliwe było wydobycie uwodnionego metanu oraz hydrotermalnych podwodnych złóż polimetalicznych w Japonii. Materiał okładziny jest potrzebny aby ochraniać środowisko naturalne dna morza, posiada on dużą mobilność oraz nie odpowietrza się po zainstalowaniu. Wynaleziono materiał konstrukcyjny, który składa się z mieszaniny odczynnika powierzchniowo-czynnego z popiołem lotnym. Zastosowanie popiołu lotnego zamiast cementu prowadzi do lepszej mobilności, redukcji kosztów instalacji itp. Mając na względzie te cechy, aby stwierdzić w jakim stopniu zawartość surfaktanta wpływa na właściwości wprowadzonej mieszaniny popiołu lotnego do konstrukcji struktury dna morskiego zastosowano różne kombinacje popiołu lotnego, surfaktanta i wody. W tym celu przeprowadzono wiele eksperymentów.

4

Prevention of Acid Mine Drainage (AMD) by Using Sulfur-Bearing Rocks for a Cover Layer in a Dry Cover System in View of the Form of Sulfur

Matsumoto S., Ishimatsu H., Shimada H., Sasaoka T., Matsui K., Kusuma G. J.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

29--35

EN

Acid Mine Drainage (AMD) is one of the environmental problems caused in mining operation. The exposure of sulfide minerals in rocks to water and oxygen in the excavation process leads to AMD. The cover system has been constructed to prevent AMD in many cases in Indonesia for the availability and low-cost maintenance. Waste rocks are classified into Potentially Acid Forming (PAF), which is sulfur-bearing rocks, or Non Acid Forming (NAF) based on the results of geochemical analysis in the system. PAF is covered by NAF to prevent the contact of PAF with water and oxygen for the prevention of AMD in many cases in Indonesia. However, it is difficult to construct the cover system due to the shortage of NAF when most of waste rocks are PAF materials in the field. There are additionally varieties of PAF materials due to the content of sulfur in rocks in the field: some of them are unlikely to be the source of AMD. For the reasons, sample analysis of the waste rocks obtained in coal mines in Indonesia and the leaching test were conducted in order to discuss the use of some of PAF materials for the cover layer in such a case. The results indicated that it can be possible to use some of PAF materials in which most of sulfur compounds are readily-soluble for the cover layer instead of NAF after the reduction of the potential of acid production of rocks. Meanwhile, the rocks in which most of sulfur compounds are sulfide minerals have to be preferentially backfill in the dumping site since they can contribute to AMD for a long-term. The form of sulfur in rocks, therefore, should be taken into account to select PAF to utilize for the cover layer. This new concept of the cover system in which some of PAF materials are used for the cover layer makes the construction of the cover system without a large amount of NAF possible to prevent AMD in the mine.

PL

Kwaśny drenaż kopalniany (ang. skrót AMD) stanowi jeden z problemów ekologicznych spowodowanych działalnością kopalń. Kontakt minerałów siarczkowych zawartych w skałach z wodą i tlenem, zachodzący podczas prac wydobywczych, prowadzi do wytwarzania AMD. Metoda izolacji przez przykrycie, jako sposób na zapobieganie AMD, została opracowana w Indonezji ze względu na dostępność i niski koszt utrzymania. Skały odpadowe klasyfikuje się na podstawie wyników analizy geochemicznej i dzieli na Potencjalnie Wytwarzające Kwas (ang. skrót PAF), do których zalicza się skały zawierające siarkę, oraz na Niewytwarzające Kwasu (ang. skrót NAF). Skały PAF zakrywa się skałami NAF, aby uniemożliwić kontakt skał PAF z wodą i tlenem. Jest to częsta metoda zapobiegania wytwarzania AMD stosowana w Indonezji. Jednakże, ciężko jest skonstruować system pokrywający ze względu na niedobór skał NAF, jako że większość skał odpadowych należy do PAF. Dodatkowo, istnieje podział PAF ze względu na zawartość siarki w dostępnych skałach: niektóre z nich nie mają tendencji do wytwarzania AMD. Z tych powodów, przeprowadzono analizę próbek skał odpadowych otrzymanych w kopalniach węgla w Indonezji oraz zbadano wpływ ługowania, aby omówić możliwość użycia niektórych rodzajów PAF jako warstwy ochronnej. Wyniki wykazały, że jest możliwe użycie niektórych materiałów PAF, w których związki siarki są łatwo rozpuszczalne oraz po redukcji jako warstwy pokrywającej zamiast NAF. Jednocześnie, skały w których większość związków siarki to minerały siarczkowe, muszą być preferencyjnie pokryte zasypką w miejscu składowania, jako że w dłuższym okresie mogą przyczynić się do powstawania AMD. Zatem, przy wyborze PAF jako warstwy zabezpieczającej, postać siarki zawartej w skale powinna być brana pod uwagę. Nowe podejście do systemu izolowania, zakładające użycie PAF jako warstwy ochronnej do zapobiegania produkcji AMD w kopalniach, umożliwia jego budowę bez dużej ilości NAF.

5

Evaluation of Acid Mine Drainage Characterization for Predicting Post Drainage Water Quality in Coal Mines

Dwiki S., Shimada H., Gautama R. S., Kusuma G. J., Sasaoka T., Koten F., Matsumoto S.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

23--28

EN

In the surface coal mine, coal is extracted by removing topsoil and overburden above the coal seam layer. The thickness of the coal seam is various, depending on the geological formation of coal sedimentation. In most cases, more than several meters of the seams could exist on the sedimentation of coal. Therefore, during the extraction of coal, the reduction of surface level is unavoidable. As the consequences, a vast hole in the surface, usually called as a void, is formed and develops into a water body to the surrounding environment. Acid mine drainage (AMD) is extremely dangerous because of its low pH (usually below 5) and high concentration of heavy metals, sulfate and salinity. When the disturbed surfaces, such as pit walls and front mining, are exposed to the air and leached by water, AMD will occur due to the abundant availability of sulfide minerals. Accumulation of acidic water in the void could happen. Thus, the study about the assessment of water quality post-mining drainage along with the impact of surface change to the ecosystem, is prominent to be conducted. This paper evaluates AMD characterization of rock samples by using static test, consists of paste pH, Acid Base Accounting (ABA) method of balancing the value of acid capacity from Total Sulfur test and neutralization capacity from Acid Neutralizing Capacity (ANC) test and Net Acid Generating (NAG) test for predicting the water quality of post drainage in the void. XRD analysis was also conducted to discuss mineralogy of the samples. Kinetic test was carried out to assess the final acidity production of rock samples. Validation of the predicted result was performed by simulating the leachate water mixing from the result of kinetic test in the PHREEQC Interactive software.

PL

W kopalni odkrywkowej węgla węgiel wydobywany jest przez usunięcie nadkładu oraz wierzchniej warstwy ziemi znad warstwy pokładu węgla. Grubość pokładu węgla jest zróżnicowana zależnie od geologicznej formacji, w której zaszła sedymentacja węgla. W większości przypadków, ponad kilka metrów nadkładu może znajdować się nad warstwami węgla. Zatem, podczas procesu wydobycia węgla, strata na poziomie powierzchni jest nieunikniona. W rezultacie powstaje szerokie wyrobisko w powierzchni, zwykle zwane odkrywką kopalni, która następnie zasila otaczające ją środowisko w wodę. Kwaśny Drenaż Kopalniany (ang. skrót AMD) jest ekstremalnie niebezpieczny ze względu na niski poziom pH (zazwyczaj poniżej 5), wysokie zasolenie i wysokie stężenie metali ciężkich oraz siarczków. Gdy powierzchnie, takie jak po urabianiu ścianowym oraz czołowym, są narażone na działanie powietrza oraz ługowanie wodą, powstaje kwaśny drenaż kopalniany o pH wynikającym z występowania dużej ilości minerałów siarczkowych. Następuje nagromadzenie kwaśnej wody w wyrobisku. Dlatego bardzo ważne jest przeprowadzenie badań nad oceną jakości wody po drenażu kopalnianym wraz z wpływem zmian powierzchniowych na ekosystem. Niniejsza praca określa charakterystykę kwaśnego drenażu kopalnianego z próbek skały przy użyciu testu statycznego, składającego się z testu odczynu pH, metod obliczania bilansu kwasowego (ang. skrót ABA) w celu kontroli kwasowości przy określaniu poziomu siarki całkowitej oraz zdolności zobojętniania podczas testu sprawdzającego Zdolność do Zobojętniania Kwasu (ang. skrót ANC), a także przeprowadzono test sprawdzający Ilość Netto Kwasu Wytwarzanego(ang. skrót NAG), aby móc określać jakość wody po drenażu w odkrywce. Przeprowadzono również analizę dyfrakcji rentgenowskiej na potrzeby omówienia składu mineralogicznego próbek. Wykonano też test kinetyczny, aby określić końcową ilość kwasu w próbkach skały. Następnie zestawiono przewidywane wyniki, potwierdzone przez symulację mieszania się odcieków wodnych, wraz z wynikami testu kinetycznego przeprowadzonego za pomocą oprogramowania PHREEQC Interactive.

6

Rehabilitation of Open Cut Coal Mine with Paper Mulberry (Broussonetia Papyrifera) in Indonesia

Hamanaka A., Inoue N., Matsumoto S., Shimada H., Sasaoka T., Matsui K., Miyajima I.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

159--164

EN

Most of the coal is produced from open cut mining in Indonesia. In recent years, Indonesian coal companies are increasing coal production and developing new coal mines in order to accommodate the heavy demand for coal all over the world. However, mining operation of open cut mines gives serious impacts on surrounding environment. Therefore, an appropriate rehabilitation program has to be taken into consideration when the mine plan is designed. The basic concept of rehabilitation in open cut mines is the creation of a stable and self-sustaining land surface in post mine surface involved the creation of conditions suitable for the establishment and permanent development of a dense cover of vegetation. Additionally, the utilization of these lands as other potential economic and use options become to be considered recently. It can be thought that Paper Mulberry is one of efficient species to plant rehabilitation area. This species is a fast growing tree and can grow under warm temperature, subtropical and tropical regions, and various soil conditions. There are a lot of usages in paper mulberry such as making paper, clothing items, and medicine. In this study, application of Paper Mulberry which has two characteristics, fast growing tree and productive use in the disturbed area, was discussed by means of several laboratory and field tests. It was found that 1) hot-water treatment in 80°C for 10 seconds is most effective treatment to improve germination rate (more than 80%), 2) Paper Mulberry can grow up under the rehabilitation area in Indonesian open cut mine and the management term of seedlings in Nursery can be simplified by transplant to the field early though the competition with cover crop has to be taken into consideration, 3) appropriate management of soil texture in the field can promote the growth rate of this species in terms of fiber resources.

PL

Większość węgla w Indonezji produkowana jest w kopalniach odkrywkowych. W poprzednich latach, producenci węgla indonezyjskiego zwiększyli produkcję węgla i rozwijają nowe kopalnie węgla aby przystosować się do dużego zapotrzebowania na węgiel na całym świecie. Jednakże działalność wydobywcza w kopalniach odkrywkowych ma ogromny wpływ na otaczające środowisko. Z tego powodu odpowiedni program rehabilitacji musi zostać rozważony gdy projektuje się plan kopalni. Podstawowy koncept rehabilitacji kopalni odkrywkowych obejmuje stworzenie stabilnej i samowystarczalnej powierzchni terenu miejscu po kopalni, włączając w to tworzenie warunków odpowiednich dla ustanowienia i ciągłego rozwoju gęstego pokrycia wegetacyjnego. Dodatkowo, utylizacja tych terenów w inny sposób, mający potencjał ekonomiczny była rozważana w ostatnim czasie. Można zauważyć, że morwa papierowa jest jednym z gatunków, którego uprawianie w terenie rehabilitacji może być wydajne. Gatunek ten jest drzewem szybko rosnącym i może rosnąć w ciepłej temperaturze w terenach subtropikalnych i tropikalnych i w różnych warunkach glebowych. Istnieje wiele możliwości wykorzystania morwy papierowej, między innymi wytwarzanie papieru, elementów ubioru oraz w medycynie. W pracy tej poddano badaniom zastosowanie morwy papierowej, które posiada dwie cechy – drzewo jest szybko rosnące i może być produktywnie użyte w naruszonym działalnością obszarze, użyto w tym celu różnych testów laboratoryjnych i terenowych. Udowodniono, że 1) obróbka w gorącej wodzie w 80°C przez 10s jest najbardziej efektywnym zabiegiem polepszającym szybkość kiełkowania (powyżej 80%), 2) morwa papierowa może rosnąć w terenach rehabilitowanych w indonezyjskich kopalniach odkrywkowych, a prowadzenie rozsad w szkółkach może zostać uproszczone przez przesadzanie do terenu na wczesnym etapie w celi zmniejszenia konkurencji z roślinami okrywowymi musi zostać wzięte pod uwagę, 3) odpowiednie zarządzanie teksturą gleby w terenie może promować tempo wzrostu tego gatunku pod względem źródła włókien.

7

Development of backfilling material using fly ash by application of chemical injection

Shimada H., Yoshida Y., Senda T., Maeda Y., Sasaoka T., Fujita S., Matsui K., Watanabe D.

Inżynieria Mineralna

|

2013

|

R. 14, nr 2

37--42

EN

Lubrication can effectively reduce the needed thrust if a discrete layer of lubricant is maintained between a pipe and the excavated soil. A lower frictional force allows greater jacking lengths to be achieved. The reduction of frictional stress around the pipe strongly affects the efficiency of lubrication injection. The lubricant must be designed to form a layer in the surrounding soil, be pressurized to overcome ground water pressure and stabilize the over-cutting area. The lubricant should also fill the over-cutting area completely to minimize surface settlement. However, for a commercial lubricant to be effective, it has been suggested that ingredients such as sodium and potassium be eliminated. As a result, in order that a lubricant does not lose its function as a support against the overburden pressure of an over-cutting area and to enable a reduction in thrust, a higher quality lubricant which can overcome these problems must be developed as soon as possible. In this paper, in order to examine the characteristics and behaviour of a material developed as a lubricant and backfilling for a deeper strata excavation system such as a pipe jacking, a fundamental investigation is performed and the various results are discussed.

PL

Smarowanie może skutecznie zmniejszyć wymagany nacisk jeśli warstwa smaru jest utrzymana pomiędzy rurą a urobkiem. Niższa siła tarcia pozwala na osiągnięcie większych długości podczas mikrotunelingu. Redukcja naprężeń wokół rury silnie wpływa na efektywność wprowadzania smaru. Smar musi być zaprojektowany w taki sposób, aby tworzyć warstwę w otaczającej glebie, musi być wtłaczany pod ciśnieniem aby pokonać nacisk wód gruntowych oraz stabilizować drążoną powierzchnię. Smar powinien również wypełniać drążoną powierzchnię aby całkowicie zminimalizować osiadanie powierzchni. Jednakże, aby smar komercyjny był efektywny zdecydowano się na eliminację takich składników jak sód czy potas. W efekcie, aby smar nie stracił swojej funkcji jako wsparcie przeciw przed naciskiem nadkładu powierzchni drążonej i uaktywnić redukcję parcia, należy jak najszybciej opracować wyższej jakości smar, który poradzi sobie z wyżej wymienionymi problemami. W celu sprawdzenia charakterystyki i zachowania się materiału stanowiącego smar oraz wypełnienie dla systemu wykopu głębszych warstw jak w przypadku mikrotunelingu, przeprowadzono badania, których wyniki i omówienie znajdują się w poniższym referacie.