Possibilities of Utilization of Aggregates and Extractive Waste from hard Coal Mining at Janina Mine in the Process of Reclamation of Open-pit Mines
B. Klojzy-Karczmarczyk 1  
,   J. Mazurek 1  
,   K. Paw 2  
 
More details
Hide details
1
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Kraków
2
TAURON Wydobycie S.A., Jaworzno
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2016;32(3):111–133
 
KEYWORDS
ABSTRACT
In recent years, the economic importance of gangue mined during coal production has changed and it is currently treated more and more often not as waste but as a source of mineral resources for economic use. The overriding objective throughout the reclamation process of open-pit mines associated with the utilization of external material is to make sure that the placement of waste rock on the surface does not cause damage to the environment. The paper presents results of the diagnosis and evaluation of the possibility of filling open-pit mine workings with mining waste or other materials, for example aggregates produced on the basis of gangue, originating in the Janina Mine mining plant (a subsidiary of TAURON Wydobycie S.A.). The study involved aggregate or coal silts from dewatering on the filter presses. The evaluation refers to the legal aspects and takes the requirements of pollution prevention into account, with a particular emphasis on soil, surface water and groundwater. The analysis of the potential impact on the soil and water environment of the project involving reclamation of the open-pit excavation with the use of minerals or waste from coal mining was carried out based on a study of the total content of sulfur and other elements in the samples elements (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, V and Zn), as well as of the leaching of components. Moreover, an examination of the coefficient of permeability and porosity was conducted, which allowed the suitability of the material for the construction of insulating layers to be determined. The physical and chemical analyses were conducted on a total of over a dozen samples of waste rock, a byproduct of the enrichment of coal in the Janina Mine plant. [...]
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Możliwości zagospodarowania kruszyw i odpadów wydobywczych górnictwa węgla kamiennego ZG Janina w procesach rekultywacji wyrobisk odkrywkowych
proces rekultywacji, kruszywo, odpady wydobywcze, parametry filtracyjne, parametry fizykochemiczne
W ostatnich latach znaczenie gospodarcze skał płonnych wydobywanych w procesie produkcji węgla kamiennego uległo zmianie i obecnie coraz częściej traktowane są one nie jako odpady, ale jako źródło surowców mineralnych do wykorzystania gospodarczego. W całym procesie rekultywacyjnym wyrobisk odkrywkowych, związanym z zagospodarowaniem materiału obcego, celem nadrzędnym jest, aby lokowanie skały płonnej na powierzchni nie spowodowało szkody w środowisku. W pracy przedstawiono wyniki rozpoznania i ocenę możliwości wypełniania odkrywkowych wyrobisk górniczych odpadami wydobywczymi lub innymi materiałami, np. kruszywami produkowanymi na bazie skały płonnej, pochodzącymi z ZG Janina (TAURON Wydobycie S.A.). Badaniami objęto kruszywo oraz muły węglowe z odwadniania na prasach filtracyjnych. Ocena odnosi się do aspektów prawnych oraz uwzględnia wymogi zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska, ze szczególnym naciskiem na ochronę gleb, wód powierzchniowych i podziemnych. Analizę możliwości potencjalnego oddziaływania na środowisko gruntowo-wodne przedsięwzięcia, jakim jest rekultywacja wyrobiska odkrywkowego z wykorzystaniem surowców lub odpadów z górnictwa węgla kamiennego, oparto na badaniach zawartości siarki całkowitej oraz zawartości innych pierwiastków (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, V oraz Zn) w próbkach, a także wymywaniu składników. Przeprowadzono ponadto badania współczynnika filtracji i porowatości, co pozwoliło na określenie przydatności materiału do budowy warstw izolacyjnych. Analizom fizykochemicznym poddano kilkanaście prób skały płonnej, stanowiącej produkt uboczny z procesów wzbogacania węgla kamiennego w ZG Janina. [...]
 
REFERENCES (53)
1.
Baic i in. 2015 – Baic, I., Blaschke, W. i Sobko, W. 2015. Badania nad odkamienianiem energetycznego węgla kamiennego na powietrznych stołach koncentracyjnych. Annual Set The Environment Protection – Rocznik Ochrona Środowiska 17, s. 958–972.
 
2.
Baic, I. i Witkowska-Kita, B. 2011. Technologie zagospodarowania odpadów z górnictwa węgla kamiennego – diagnoza stanu aktualnego, ocena innowacyjności i analiza SWOT. Annual Set The Environment Protection – Rocznik Ochrona Środowiska 13, s. 1315–1326.
 
3.
Bednarczyk, S. 2015. Aktualne uregulowania prawne w zakresie projektowania, dokumentowania i nadzoru procesu rekultywacji w odkrywkowych zakładach górniczych. Górnictwo Odkrywkowe 56(3), s. 5–7.
 
4.
Bojarska, K. i Bzowski, Z . 2012. Wyniki badań wyciągów wodnych odpadów wydobywczych z kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w aspekcie wpływu na środowisko. Górnictwo i Geologia 7(2), s. 101–113.
 
5.
Czekaj, J. i Sobczyk, W. 2015. Zagospodarowanie terenu pogórniczego na przykładzie wyrobisk po kruszywach w powiecie krakowskim. Górnictwo Odkrywkowe 56(3), s. 29–35.
 
6.
Dubiński, J. i Turek, M. 2012. Szanse i zagrożenia rozwoju górnictwa węgla kamiennego w Polsce. Wiadomości Górnicze 11, s. 626–633.
 
7.
Galos, K. i Szlugaj, J. 2010. Skały przywęglowe w górnictwie węgla kamiennego – odpady czy kopaliny towarzyszące? Górnictwo Odkrywkowe 51(2), s. 25–31.
 
8.
Galos, K. i Szlugaj, J. 2014. Management of hard coal mining and processing wastes in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 30(4), s. 51–61.
 
9.
Gawlik, L . red. 2013. Węgiel dla polskiej energetyki w perspektywie 2050 roku – analizy scenariuszowe. Górnicza Izba Przemysłowo-Handlowa. Katowice: Wyd. IGSMiE PAN, 300 s.
 
10.
Góralczyk, S. i Baic, I. 2009. Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 12(2/2), s. 145–157.
 
11.
Góralczyk, S. red. 2011. Gospodarka surowcami odpadowymi z węgla kamiennego. Warszawa: IMBiGS, 327 s.
 
12.
Górecki, J. 1985. Siarka w Polskich złożach węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 1, s. 111–120.
 
13.
Grudziński, Z . 2012. Konkurencyjność paliw w wytwarzaniu energii elektrycznej. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 16(4), s. 87–105.
 
14.
Grudziński, Z . i Stala-Szlugaj, K. 2015. Wpływ emisji CO2 na koszty produkcji energii elektrycznej z węgla kamiennego. Annual Set The Environment Protection – Rocznik Ochrona Środowiska 17, s. 1389–1402.
 
15.
Gwoździewicz, M. i Bukowska, M. 2012. Zmiany współczynnika filtracji różnowiekowych odpadów wydobywczych w bryle składowiska „Bogdanka” w świetle badań modelowych oraz in situ. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko 1, s. 47–62.
 
16.
Kaliski i in. 2014 – Kaliski, M. Sikora, A.P. i Szurlej, A. 2014. Węgiel kamienny w polityce energetycznej Polski. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 17(3), s. 7–18.
 
17.
Kaźmierczak, U. i Strzałkowski, P. 2015. Zakres prac rekultywacyjnych terenów pogórniczych surowców skalnych w kierunku innym niż leśny, rolny i wodny. Górnictwo Odkrywkowe 56(1), s. 26–35.
 
18.
Klojzy-Karczmarczyk, B. 2003. Zastosowanie odpadów energetycznych w ograniczaniu transportu zanieczyszczeń ze składowisk odpadów górniczych. Studia, Rozprawy, Monografie Nr 117, IGSMiE PAN, 113 s.
 
19.
Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2015. Uwarunkowania prawne i środowiskowe rekultywacji wyrobisk odkrywkowych z wykorzystaniem odpadów górnictwa węgla kamiennego lub produktów na bazie skały płonnej. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN 90, s. 67–78.
 
20.
Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016a – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J., Staszczak, J., Mucha, J. i Paw, K. 2016. Ocena możliwości rekultywacji odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych z wykorzystaniem kruszyw ze skał towarzyszących pokładom węgla kamiennego na przykładzie Z G Janina. Górnictwo Odkrywkowe 5, s. 23–33.
 
21.
Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016b – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. i Mucha, J. w druku. 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 (w przygotowaniu; dostępne online: e3s-conferences.org).
 
22.
Korban, Z . 2011. Problem odpadów wydobywczych i oddziaływania ich na środowisko, na przykładzie zwałowiska Nr 5A/W-1 KWK „X”. Górnictwo i Geologia 6(1), s. 109–120.
 
23.
Motyka, J. 1998. A conceptual model of hydraulic networks in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hydrogeology Journal 6, s. 469–482.
 
24.
Osoba, M. 2011. Odkamienianie urobku surowego węgla kamiennego. Górnictwo i Geologia 6(2), s. 167–179.
 
25.
Ostręga, A. i Uberman, R. 2010. Kierunki rekultywacji i zagospodarowania – sposoby wyboru, klasyfikacja i przykłady. Górnictwo i Geoinżynieria 34(4), s. 445–461.
 
26.
PN-81/B-03020. Polska Norma 1981. Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie.
 
27.
PN-EN 12457-4. Polska Norma 2006. Charakteryzowanie odpadów – Wymywanie – Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów.
 
28.
PN-EN 15875. Polska Norma 2011. Charakteryzowanie odpadów – Badanie statyczne w celu określenia potencjału kwasowego i potencjału zobojętnienia odpadów siarczkowych.
 
29.
Prawo wodne 2001. Ustawa — Prawo wodne z dnia 18 lipca 2001r. (tekst jednolity Dz.U. z 2015 r. poz. 469 ze zmianami).
 
30.
Rosik-Dulewska, C . 2012. Podstawy gospodarki odpadami. Wyd. V, Wydawnictwo Naukowe PWN, 379 s.
 
31.
Rosik-Dulewska, C . i Karwaczyńska, U. 2008. Metody ługowania zanieczyszczeń z odpadów mineralnych w aspekcie ich zastosowania w budownictwie hydrotechnicznym. Rocznik Ochrona Środowiska – Annual Set The Environment Protection 10, s. 205–219.
 
32.
Rozporządzenie MG 2015c. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowisku (Dz.U. z 2015 r. poz. 1277).
 
33.
Rozporządzenie MŚ 2002a. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (Dz.U. z 2002 r. Nr 165, poz. 1359).
 
34.
Rozporządzenie MŚ 2002b. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (Dz.U. z 2002 r. Nr 204, poz. 1728).
 
35.
Rozporządzenie MŚ 2011. Rozporządzenie z dnia 15 lipca 2011 r. w sprawie kryteriów zaliczania odpadów wydobywczych do odpadów obojętnych (Dz.U. z 2011r. Nr 175, poz. 1048).
 
36.
Rozporządzenie MŚ 2013. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów (Dz.U. z 2013 r. poz. 523).
 
37.
Rozporządzenie MŚ 2014a. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. z 2014 r. poz. 1923).
 
38.
Rozporządzenie MŚ 2014b. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz.U. z 2014 r. poz. 1800).
 
39.
Rozporządzenie MŚ 2015a. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 maja 2015 r. w sprawie odzysku odpadów poza instalacjami i urządzeniami (Dz.U. z 2015 r. poz. 796).
 
40.
Rozporządzenie MŚ 2015b. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 stycznia 2015 r. w sprawie procesu odzysku R10 (Dz.U. z 2015 r. poz. 132).
 
41.
Rozporządzenie MŚ 2016. Rozporządzenie MŚ z dnia 21 grudnia 2015 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu jednolitych części wód podziemnych (Dz.U. z 2016 r. poz. 85).
 
42.
Strzałkowski, P. i Kaźmierczak, U. 2014. Zakres prac rolnego i leśnego kierunku rekultywacji w kopalniach górnictwa skalnego. Mining Science – Mineral Aggregates 21(1), s.203-213.
 
43.
Szczepańska, J. i Krawczyk, J. 1993. Zanieczyszczenia środowiska wodnego siarczanami tworzącymi się na składowiskach odpadów górnictwa węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 9(3).
 
44.
Szczerbowski, R. 2013. Bezpieczeństwo energetyczne Polski – mix energetyczny i efektywność energetyczna. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 16(4), s. 35–47.
 
45.
Szczerbowski, R. 2015. Polityka energetyczna wybranych krajów europejskich a strategia energetyczna Polski. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 18(3), s. 5–14.
 
46.
Szymkiewicz i in. 2009 – Szymkiewicz, A., Fraś, A. i Przystaś, R. 2009. Kierunki zagospodarowania odpadów wydobywczych w Południowym Koncernie Węglowym SA, Wiadomości Górnicze 7–8, s. 435–441.
 
47.
Tumidajski i in. 2008 – Tumidajski, T. Gawenda, T., Niedoba, T. i Saramak, D. 2008. Kierunki zmian technologii przeróbki węgla kamiennego w Polsce. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 24(1/2), s. 245–258.
 
48.
Twardowska i in. 1988 – Twardowska, I., Szczepańska, J. i Witczak, S. 1988. Wpływ odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko wodne. Ocena zagrożenia, prognozowanie, zapobieganie. Prace i Studia 35, IPIŚ PAN.
 
49.
Ustawa o odpadach 2013. Ustawa z dnia 14 grudnia 2012r. o odpadach (Dz.U. z 2013 r. poz. 21).
 
50.
Witczak, S. i Adamczyk, A.F. 1994. Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania, I. Biblioteka Monitoringu Środowiska, 111 s.
 
51.
Wróbel i in. 2012 – Wróbel, J., Fraś, A., Pierzchała, T., Przystaś, R., Machnik, A. i Hycnar, J.J. 2012. Konsolidacja działań Południowego Koncernu Węglowego SA. ze spółkami energetycznymi Grupy TAURON w zakresie gospodarowania produktami ubocznymi [W:] Materiały XXVI Konferencji Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej, Z akopane, s. 113–127.
 
52.
Wróbel i in. 2013 – Wróbel, J., Fraś, A., Przystaś, R. i Hycnar, J.J. 2013. Gospodarka odpadami poprodukcyjnymi w kopalniach Południowego Koncernu Węglowego SA [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna XXII Szkoła Eksploatacji Podziemnej Kraków 18–22.02.
 
53.
Zuber, A. i Motyka, J. 1994. Matrix porosity as the most important parameter of fissured rocks for solute transport at large scales. Journal of Hydrology 158, s. 19–46.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953