Institute of Geoengineering and Natural Resources Extraction, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland
Prof. Grzegorz Strozik
Institute of Geoengineering and Natural Resources Extraction, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland
On the basis of three selected examples, some problems attributed to the presence of voids resulted from mining operations in already commissioned underground coal mines are discussed. Continuous and discontinuous deformations of the ground surface (sinkholes and subsidence troughs) of anthropogenic origination implicate hazards for the ground surface, even many decades after completion of mining work. Nowadays, when decommissioning and flooding of numerous mines happens, ground movements as well as seismic events related to flooding of abandoned underground mines can be observed. The first case study draws attention to the problems of effective voids localisation methods as well as the reliability of grout injection operations for road construction purposes. The second case emphasizes a problem occurring often in areas with long and complex mining histories, meaning appropriate determination of origin, process and protective measures regarding occurred ground deformations, or damage to buildings. The third case describes specific effects on the surface (shocks and ground surface elevation) generated by the flooding of decommissioned mines.
26 April 2019 in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Number of fully electric cars on the roads worldwide is rapidly growing. Decreasing costs of manufacturing of Lithium-ion batteries together with strong ecology-based marketing may result in one third of electric cars in total number of passenger vehicles by 2040. Polish power industry and electricity grid must be ready to accommodate increasing and significant number of passenger electric cars. In Polish energy mix, which is dominated by coal, the ecological benefit from "green traffic" would be reduced, however not insignificant, but the main problem seems to be the preparation of the electricity grid for heavily increased demand for power. The paper presents analysis of the results of replacement petrol combustion cars with fully electrical on the basis of a range of ten modern examples of vehicles being offered on the market. Their effective ranges and power consumption have been used for prognosis for Polish electromobility and power industry. Equivalent CO2 emissions have been calculated for electric and combustion engine vehicles, as well as increasing power demand for their charging and amounts of coal which will be necessary to cover the increase power demands in electricity grid.
5 July 2018 in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Polish energy sector is facing a number of challenges, in particular as regards the reconstruction of production potential, diversification of energy sources, environmental issues, adequate fuels supplies and other. Mandatory implementation of Europe 2020 strategy in terms of "3x20" targets (20% reduction of greenhouse gases, 20% of energy from renewable sources, and 20% increase of efficiency in energy production) requires fast decision, which have to be coordinated with energetic safety issues, increasing demands for electric energy, and other factors. In Poland almost 80% of power is installed in coal fired power plants and energy from hard coals is relatively less expensive than from other sources, especially renewable. The most of renewable energy sources power plants are unable to generate power in amounts which can be competitive with coal fires power stations and are highly expensive, what leads o high prices of electric energy. Alternatively, new generation of coal fired coal power plants is able to significantly increase efficiency, reduce carbon dioxide emission, and generate less expensive electric power in amounts adequate to the demands of a country.
W północne części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, na obszarze nakładania się masywu triasowego na warstwy karbońskie, występują trudne warunki ochrony powierzchni terenu związane z dokonaną eksploatacją płytko zalegających rud metali w utworach triasowych oraz węgla kamiennego w masywie karbońskim. Powierzchnia terenu nad zrobami płytkiej eksploatacji rud metali narażona jest w szczególnym stopniu na występowanie nieciągłych deformacji powierzchni terenu, głównie w formie zapadlisk. Na większości tych obszarów eksploatacja jest zaniechana, jednak wysoki poziom zagrożenia deformacjami nieciągłymi utrzymuje się ze względu na wysoką dynamikę ruchu wód podziemnych w przepuszczalnych utworach węglanowych, wspieraną przez odwadnianie czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego, a także obecność starych zrobów i eksploatacją bieżącą. Nowe przedsięwzięcia wydobywcze podejmowane w niecce bytomskiej zakładają zastosowanie systemu eksploatacji minimalizującego ruchy górotworu dla uniknięcia rozwoju zjawisk deformacyjnych w nadkładzie triasowym i maksymalną ochroną powierzchni terenu. Jednak w aspekcie zjawisk hydrogeologicznych, dawna i obecna działalność górnicza wpływa na znacznie przyspieszony, w porównaniu do warunków naturalnych, rozwój procesów erozyjnych i krasowych. Wynika to z charakterystyki fizycznych i chemicznych właściwości skał węglanowych oraz wzmożonego ruchu wód podziemnych, generowanego przez odwadnianie górotworu. W wielu przypadkach odwadniania kopalń nie można postrzegać jako proces tymczasowy, trwający do zakończenia działalności górniczej. Będzie to proces trwały, wymuszony koniecznością odwadniania obniżonych przez osiadanie górotworu terenów zurbanizowanych i skutkujący postępującą erozją i krasowieniem warstw triasowych. Obecność pustek i stref rozluźnień w płytkich warstwach skał węglanowych oraz stan zawodnienia ośrodka skalnego można określić za pomocą pomiarów geofizycznych, spośród których szczególnie przydatna jest metoda elektrooporowa, pozwalająca między innymi na wyróżnienie obszarów wypełnionych wodą (anomalne strefy niskooporowe) oraz suchych, względnie utworzonych przez skały nisko przepuszczalne (anomalie wysokooporowe). Jako ilustrację rozważań teoretycznych omówiono dwa przykłady badań wybranych terenów: w rejonie Piekar Śląskich, gdzie prowadzono eksploatacja rud metali oraz Czeladzi, gdzie rudy metali nie występują. Przeanalizowane przykłady badań zmierzających do określenia stanu zagrożenia występowaniem deformacji nieciągłych powierzchni terenu na podłożu triasowym pod którym prowadzona była eksploatacja w warstwach karbonu, potwierdzają silny związek między warunkami hydrogeologicznymi panującymi w utworach triasowych a skalą tego zagrożenia.
5 July 2018 in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Due to favourable physical properties, the most frequently used fill materials in underground technologies are mixtures of fly ash from hard coal combustion and water. The mixtures are delivered by pipelines from the ground surface to the places of application gravitationally, so the reliable assessment of flow parameters is crucial for the successful fill operations. In first place rheological properties of mixtures must be known for further flow parameters prediction. These parameters may be obtained from measurements in laboratory pipeline loop, which reflect the operation conditions of industrial pipelines in terms of flow rate range and variability of rheological properties of mixtures. Further considerations focused on the problems of range of flow and influence of pipe roughness on reduction of mixture delivery distance. Among other, the conclusion is that the transport distance occurring with technologically acceptable flow rate decreases rapidly with increasing pipe roughness and may finally lead to pipeline failure. As it has been shown on an example to any point of mining operations may be delivered fill mixtures with a certain maximal value. This maximal density is varying widely in relation to actual length and height of gravitational pipeline. Flow parameters of fill mixtures in gravitational pipelines may be affected heavily by increasing of pipe roughness. Variability of absolute pipe roughness have been discussed in relation to typical abrasion and corrosion processes of pipe walls and also considering potential coating built-up created by solidified mixture layers. Operation of gravitational pipeline in systems of underground voids filing should be considered as a dynamic process, where the geometrical parameters and roughness of the pipeline may undergo continuous and rapid changes.