Mining waste dumps – modern monitoring of thermal and gas activities
1
Academy of Mining and Metallurgy, Faculty of Mining and Geoengineering, Kraków, Poland
2
Strata Mechanics Research Institute, Polish Academy of Sciences, Poland
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2015;31(1):155-181
KEYWORDS
mining waste dumpremote measurementtemperature distributionthermographic imageaircraftfire detectionthermal activitygas activity
ABSTRACT
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.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Zwałowiska odpadów wydobywczych – nowoczesne metody monitoringu termiczno-gazowego
zwałowisko odpadów wydobywczych, zdalny pomiar, rozkład temperatur, termografia, pokład samolotu, pożar zwałowiska, monitoring termiczno gazowy
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.
REFERENCES (22)
1.
Chunli, Liu, Shushen, Li, Qingdang, Qiao, Jingshu, Wang and Ziqiang, Pan. 1998. Management of Spontaneous Combustion in Coal Mine Waste Tips in China. Water, Air, & Soil Pollution vol. 103, numbers 1–4.
2.
Dattoma, V.,Marcuccio, R., Pappalettere, C., et al. 2001. Thermography investigation of sandwich structure made of composite material. International Journal of Non Destructive Testing&Experiment 34(8), pp. 515–520.
3.
Gawenda, T. 2013. Wpływ rozdrabniania surowców skalnych w różnych kruszarkach i stadiach kruszenia na jakość kruszyw mineralnych (The influence of rock raw materials commination in various crushers and crushing stages on the quality of mineral aggregates) Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management vol. 29, is. 1.
4.
Gawor, M. and Rysz, J. 2005. Wykorzystanie właściwości cieplnych układu węgiel – gaz do określenia stanu gazu wypelniającego pory. Arch. of Min. Sci. vol. 50, pp. 143–156.
5.
Gielisch, H. 2006. Exploration von Kohlefeuern – Einsatz innovativer und erprobter Explorationstechnik zur Ortung und Bekampfung von Kohlebranden. Bergbau 3, pp. 116–122.
6.
Gumińska, J. and Różański, Z. 2005. Analiza aktywności termicznej śląskich zwałowisk odpadów powęglowych (Analysis of thermal activity of Silesian coal wastes dumps). Karbo nr 1.
7.
Korski, J., Henslok, P. and Bodynek, P. 2004. Doświadczenia z likwidacji zapożarowania zwałowiska odpadów powęglowych ,,skalny” w Łaziskach Górnych ( Experiences from the liquidation of a fire hazard of “Skalny” coal waste dump in Laziska Górne). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Górnictwo z. 261, s. 463–474.
8.
Korski, J., Friede, R. and Henslok, P. 2007. Likwidacja egzogenicznych ognisk pożarowych zwałowiska odpadów pogórniczych „Waleska” w Łaziskach Górnych (Liquidation of exogenous fire sources of “Waleska” coal waste dumping ground in Łaziska Górne). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Górnictwo nr. 1715, z. 271.
9.
Łączny, J.M., Baran, J. and Ryszko, A. 2012. Opracowanie i wdrażanie innowacyjnych technologii środowiskowych stosowanych na zwałowiskach odpadów powęglowych. Podstawy teoretyczno-metodyczne i przykłady praktyczne (Development and implementation of innovative environmental technologies used on coal waste dumps. Theoretical and methodological basis and practical examples). WNITE-NRI Radom.
10.
Nowak, J. 2013. Wpływ stopnia termicznego przeobrażenia odpadów powęglowych na ich skład mineralny i petrograficzny (The influence of thermal transformation of coal mining wastes on their petrographic and mineralogical composition). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management vol. 30, is. 1.
11.
Sawicki, P. 1999. Opracowanie obrazów cyfrowych w systemie video-termalnym VISION PLUS (Development of digital images in video-thermal system VISION PLUS). Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji vol. 9.
12.
Skotniczny, P. 2006. Wyznaczanie parametrów przepływowych powietrza w zwałowisku górniczym i jego otoczeniu dla założonej porowatości (Determination of air flow parameters in a coal waste dump and its surroundings for the assumed porosity). Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN vol. 23.
13.
Tang, Shilu. 2008. Using remote sensing and gis techniques in spatial information monitoring of coal refuse disposal piles. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol. XXXVII. Part B8. Beijing. pp. 177–182.
14.
Wang, Yun-jia, Sheng, Yao-bin, Gu, Qiang, Sun, Yue-yue, Wei, Xiu-jun and Zhang, Zhi-jie. 2008. Infrared thermography monitoring and early warning of the spontaneous combustion of coal gangue pile. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences vol. XXXVII. Part B8. Beijing. pp. 203–206.
15.
Wasilewski, S. 2009. Zastosowanie nowoczesnych technologii monitoringu w badaniach aktywności termicznej zwałowiska odpadów kopalnianych (The use of modern monitoring technology in investigations of thermal activity of a mine waste dump). Przegląd Górniczy vol. 5–6, s. 88–92.
16.
Wasilewski, S. and Choroba, T. 2011. Zdalne pomiary temperatury w ocenie aktywności termicznej zwałowiska odpadów węglowych (Remote temperature measurements in the evaluation of thermal activity of a coal waste dump). Górnictwo i Geoinżynieria. Kwartalnik AGH z. 1, rok 35, s. 93–106.
17.
Wu C., Li Z., Yang F., Hu H., Gu D., Risc Forecast of Spontaneous Combustion of Sulfide Ore Dump in a Stope and Controlling Approaches of the Fire. Arch. of Min. Sci. vol. 53, issue 4.
18.
Raport końcowy projektu badawczego, 2011, nr. N N524 372934, pt. Badania aerologiczne i termiczne zwałowiska odpadów kopalnianych celem prognozowania rozwoju ognisk samozagrzewania oraz możliwości ich likwidacji (The final report of the research project no. N N524 372934, titled- Aerological and thermal research of a coal waste dumping ground in order to forecast spontaneous heating sources development and the possibilities of their suppression). AGH WGiG Kraków (niepublikowany).
19.
Raport „Stan środowiska w Polsce”, Raport 2014 (The state of the environment in Poland, Report 2014) BMOE, Warszawa 2014.
20.
Report 2002. Coal Waste Impoundments Risks, Responses, and Alternatives Committee on Coal Waste Impoundments, Committee on Earth Resources, Board on Earth Sciences and Resources, Division on Earth and Life Studies National Research Council. NATIONAL ACADEMY PRESS, Washington D.C.
21.
Ustawa z dnia 10 lipca 2008 r. o odpadach wydobywczych (The Act of 10 July 2008; on mining waste) (Tekst jednolity Dz.U. z 2013 r. poz. 1136).
22.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 kwietnia 2011r.; w sprawie prowadzenia monitoringu obiektu unieszkodliwiania odpadów wydobywczych (A Decree of the Minister of Environment of 18 April 2011; on the monitoring of mining waste facility) Dz.U. z 2011 Nr 92 poz. 535.
| eISSN: | 2299-2324 |
| ISSN: | 0860-0953 |
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
