Methodology of statistical study of the chemical composition of by-products of coal mining to assess their suitability as materials for reclamation
J. Mucha 1  
,   B. Klojzy-Karczmarczyk 2  
,   J. Mazurek 2  
 
More details
Hide details
1
AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland
2
Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2016;32(4):73–89
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The results of the research presented in earlier works with the participation of the authors (Klojzy-Karczmarczyk et al. 2016a, b, c) indicate the possibility of the use of mining waste from Janina Coal Mine (Upper Silesian Coal Basin, Poland, TAURON Wydobycie S.A.) or products (aggregates) produced on the basis of gangue for technical reclamation. It is essential for this process to obtain a material with low total sulfur, and it has been shown that the best quality parameters are obtained for the material subjected to modification by the rejection of fine fractions. In this work, the lower limit of the material’s fraction was determined using statistical analysis, wherein with the predetermined but low probability of error, the content of contaminants (sulfur, as well as other elements) does not exceed the allowable limit (reference value). To solve this task, 3 different statistical methods were used: evaluation of guaranteed contents (the maximum for a given degree of probability) of the polluting components, the results of statistical hypotheses testing and analysis of correlation and regression. The applied statistical methods produce results very proximate to each other. [...]
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Metodyka statystycznego badania składu chemicznego produktów ubocznych wydobycia węgla kamiennego dla oceny ich przydatności, jako materiałów rekultywacyjnych
materiał rekultywacyjny, kruszywo, odpad wydobywczy, siarka, metal, metaloid, analiza statystyczna
Wyniki badań przedstawione we wcześniejszych pracach z udziałem autorów (Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016a, b, c) wskazują na możliwość wykorzystania odpadów wydobywczych ZG Janina (Górnośląskie Zagłębie Węglowe, Polska, TAURON Wydobycie S.A.) lub produktów (kruszyw) wytwarzanych na bazie skały płonnej do celów rekultywacji technicznej. Istotne jest pozyskanie do tego procesu materiału o niskiej zawartości siarki całkowitej, przy czym wykazano, że najlepsze parametry jakościowe uzyskuje się dla materiału poddanego modyfikacji poprzez odrzucenie frakcji drobnych. W prezentowanej pracy, przy zastosowaniu analizy statystycznej, wyznaczono dolną granicę frakcji materiału, w którym z założonym ale małym prawdopodobieństwem popełnienia błędu, zawartości składników zanieczyszczających (siarki oraz innych pierwiastków) nie przekroczą dopuszczalnej, granicznej zawartości (wartości referencyjnej). Do rozwiązania tego zadania zastosowano 3 różne metody statystyczne: oceny gwarantowanych (maksymalnych dla założonego poziomu prawdopodobieństwa) zawartości składników zanieczyszczających, wyniki testowania hipotez statystycznych oraz analizę korelacji i regresji. Zastosowane metody statystyczne dają wyniki bardzo zbliżone do siebie. [...]
 
REFERENCES (28)
1.
Bzowski, Z. and Dawidowski, A. 2013. Monitoring właściwości fizykochemicznych odpadów wydobywczych pochodzących z kopalni węgla kamiennego LW „Bogdanka”. Zeszyty Naukowe nr 149 Uniwersytetu Zielonogórskiego, Inżynieria środowiska No. 29, pp. 87–96 (in Polish).
 
2.
Dziok i in. 2015 – Dziok, T., Strugała, A., Rozwadowski, A., Macherzyński, M. and Ziomber, S. 2015. Rtęć w odpadach z procesu wzbogacania węgli kamiennych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 31(1), pp. 107–122 (in Polish).
 
3.
Góralczyk, S. and Baic, I. 2009. Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 12(2/2), pp. 145–157 (in Polish).
 
4.
Jabłońska-Czapla i in. 2015 – Jabłońska-Czapla, M., Rosik-Dulewska, C., Szopa, S. and Zerzucha, P. 2015. Research into the metal/metalloid movements in soil and groundwater in the areas surrounding the coal waste dump Hałda Ruda (Upper Silesia, Poland). Rocznik Ochrona Środowiska Vol. 17, pp. 367–395.
 
5.
Journal of Laws of 2002, No. 165, item 1359. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 roku w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (in Polish).
 
6.
Journal of Laws of 2011, No. 175, item 1048. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 lipca 2011r. w sprawie kryteriów zaliczania odpadów wydobywczych do odpadów obojętnych (in Polish).
 
7.
Kicki, J. and Sobczyk, E.J. 2016. Prawne, techniczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty gospodarki skałą płonną w kopalniach węgla kamiennego. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, 185 pp. (in Polish).
 
8.
Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016a – Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Staszczak J., Mucha J. and Paw K. 2016. Ocena możliwości rekultywacji odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych z wykorzystaniem kruszyw ze skał towarzyszących pokładom węgla kamiennego na przykładzie ZG Janina. Górnictwo Odkrywkowe No 5, pp. 23–33 (in Polish).
 
9.
Klojzy-Karczmarczyk, B. 2003. Zastosowanie odpadów energetycznych w ograniczaniu transportu zanieczyszczeń ze składowisk odpadów górniczych. Studia, Rozprawy, Monografie No 117, Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, 113 pp. (in Polish).
 
10.
Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016b – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. and Mucha, J. 2016. Sulfur as a parameter in the suitability assessment of gangue from coal mining for reclamation of opencast excavation, taking into the requirements regarding protection of the soil. E3S Web of Conferences 10, 00036 (published on line: e3s-conferences.org).
 
11.
Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016c – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. and Paw, K. 2016. Możliwości zagospodarowania kruszyw i odpadów wydobywczych górnictwa węgla kamiennego ZG Janina w procesach rekultywacji wyrobisk odkrywkowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 32(3), pp. 111–134 (in Polish).
 
12.
Klojzy-Karczmarczyk, B. and Mazurek, J. 2015. Uwarunkowania prawne i środowiskowe rekultywacji wyrobisk odkrywkowych z wykorzystaniem odpadów górnictwa węgla kamiennego lub produktów na bazie skały płonnej. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN No. 90, pp. 67–78 (in Polish).
 
13.
Kokesz, Z. 2010. Geostatystyczna analiza zmienności zawartości siarki w wybranych pokładach węgla GZW. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 26(3), pp. 95–110 (in Polish).
 
14.
Korban, Z. 2011. Problem odpadów wydobywczych i oddziaływania ich na środowisko, na przykładzie zwałowiska Nr 5A/W-1 KWK „X”. Górnictwo i Geologia No 6(1), pp. 109–120 (in Polish).
 
15.
Kosa, B. and Kicińska, A. 2016. Coal from the waste disposal site of the Siersza mine (Trzebinia, Poland) and its properties as a possible alternative fuel. E3S Web of Conferences 10, 00039 (published on line: e3s-conferences.org).
 
16.
Marcisz, M. 2013. Zawartość siarki całkowitej w złożach monokliny Zofiówki (SW część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 29(3), p. 61 (in Polish).
 
17.
Marcisz, M. 2014. Zawartość fosforu w złożach monokliny Zofiówki (SW część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 30(2), pp. 67–84 (in Polish).
 
18.
Marcisz, M. and Sobolewski, A. 2015. Chlorine content in bituminous coal of „Pniówek” deposit from SW part of Upper Silesian Coal Basin. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 31(1), pp. 95–106.
 
19.
Michalska, A. and Białecka, B. 2012. Zawartość rtęci w węglu i odpadach górniczych. Prace Naukowe GIG – Górnictwo i Środowisko No. 3/12, pp. 73–87 (in Polish).
 
20.
Morga, R. 2007. Struktura zmienności zawartości fosforu w eksploatowanych pokładach węgla kamiennego KWK Pniówek. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 23(1), pp. 29–48 (in Polish).
 
21.
Mucha i in. 2008 – Mucha, J., Wasilewska, M., Nieć, M., Saługa, P. and Sobczyk, E.J. 2008. Ryzyko inwestycji w górnictwie węgla kamiennego jako funkcja dokładności oszacowań parametrów złożowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 24 (2/4), pp. 161–173 (in Polish).
 
22.
Mucha, J. and Wasilewska, M. 2005. Dokładność interpolacji zawartości siarki i popiołu w wybranych pokładach węgla kamiennego GZW. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 21(1), pp. 5–21 (in Polish).
 
23.
Mucha, J. and Wasilewska-Błaszczyk, M. 2015. Interpolation and Sampling Errors of the Ash and Sulphur Contents in Selected Polish Bituminous Coal Deposit (Upper Silesian Coal Basin-USCB). Archives of Mining Sciences Vol. 60(3), pp. 791–806.
 
24.
Probierz, K. and Marcisz, M. 2001. Zmiany zawartości popiołu i siarki w węglach z pokładu 415/2 w cyklu produkcyjnym KWK Szczygłowice. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo Issue 249, pp. 135 (in Polish).
 
25.
Rosik-Dulewska, C. 2012. Podstawy gospodarki odpadami. Wyd. V, Warszawa: Wyd. Naukowe PWN, 379 pp. (in Polish).
 
26.
Sokołowski, A. 2004. O niewłaściwym stosowaniu metod statystycznych. StatSoft Polska Sp. z o.o. [Online] Available at: www.statsoft.pl [Accessed: 1.10.2016] (in Polish).
 
27.
STATGRAPHICS® Centurion XVII User Manual 2014, Statpoint Technologies, Inc.
 
28.
Strugała i in. 2014 – Strugała, A., Makowska, D., Bytnar, K. and Rozwadowska, T. 2014. Analiza zawartości wybranych pierwiastków krytycznych w odpadach z procesu wzbogacania węgla kamiennego. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 17(4), pp. 77–88 (in Polish).
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953