Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management

W pracy przedstawiono wyniki badań wykształcenia mikrostrukturalnego i wybranych właściwości fizyczno- mechanicznych piaskowców poddanych wzmocnieniu strukturalnemu. Metoda ta polega na wprowadzeniu w przestrzeń porową skały różnego rodzaju związków, które krystalizując wiążą przynajmniej częściowo składniki szkieletu ziarnowego. Celem wzmacniania zniszczonych stref skały jest osiągnięcie w nich właściwości fizyczno-mechanicznych zbliżonych do występujących w częściach niezmienionych. Badania wykonano na próbkach pobranych ze złóż piaskowców: istebniańskiego (złoże ,,Droginia"), gadulskiego (złoże ,,Straconka") i szydłowieckiego (kamieniołom ,,Podkowiński"). Przedstawiono zależność pomiędzy ich zróżnicowanym wykształceniem litologicznym a zmianą właściwości fizyczno-mechanicznych, wywołaną oddziaływaniem różnych środków wzmacniających. Uzyskane wyniki badań dla skal niezmienionych stanowią przesłanki do wnioskowania o skuteczności zabiegu wzmacniania przeprowadzanego w różnych typach zniszczonych piaskowców występujących w obiektach zabytkowych.

Przedstawiono istotę procesu suchego chłodzenia koksu oraz rozwój tej technologii. Zestawiono przedsięwzięcia konstrukcyjne zwiększające wydajność komór chłodzenia oraz poprawiające sprawność cieplną procesu. Przedstawiono warianty wykorzystania odzyskanej energii cieplnej do produkcji pary technologicznej, energii elektrycznej, gazów redukcyjnych oraz wstępnej obróbki termicznej koksowniczych mieszanek węglowych. Opisano przyczyny zużywania się elementów kotła odzyskowego i komory chłodzenia i działania ograniczające przyczyny postojów awaryjnych instalacji suchego chłodzenia koksu. Scharakteryzowano przedsięwzięcia zmniejszające emisję pyłu koksowego i gazów z instalacji suchego chłodzenia koksu.

Przedmiotem badań były wybrane siarczki miedzi, takiejak: chalkozyn, bornit i chalkopiryt oraz galena. Wwyniku doświadczeń flotacyjnych stwierdzono, że w obecności siarczanu miedzi wszystkie badane minerały ulegały depresji, jednak w stopniu zróżnicowanym w zależności od czasu flotacji, ilości CuS04 oraz sposobujego podawania (przed czy po dodaniu ksantogenianu). W całym badanym zakresie stężeń CuS04 (50--300 g/Mg) najsilniejszej depresji ulegał chalkozyn, niezależnie od czasu flotacji i sposobu podawania odczynników. Najmniejszej depresji ulegała galena. Flotowalność pozostałych siarczków (chalkopirytu, bornitu) w znaczącym stopniu zależała od wymienionych parametrów flotacji. Wraz z wydłużaniem czasu flotacji rósł wychód chalkopirytu i malały różnice pomiędzy wychodami galeny i wychodami siarczków miedzi. Można wnioskować, że selektywny rozdział omawianych siarczków miedzi od galeny, w obecności siarczanu miedzi będzie w sposób istotny zależał od ich ilościowego udziału w nadawie kierowanej do flotacji. Wyznaczone wartości elektrokinetycznego potencjału dzeta wykazały, że zarówno w wodzie destylowanej, jak i w obecności siarczanu miedzi badane siarczki wykazywały ujemne warości potencjału dzeta.

W rejonie Tarnobrzega prace likwidacyjne w wyrobisku poeksploatacyjnym Kopalni Siarki Machów są realizowane w sposób minimalizujący zagrożenie dla środowiska naturalnego. W grudniu 2002 r. zakończono formowanie na dnie wyrobiska 25-metrowej warstwy izolacyjnej oddzielającej wody przyszłego zbiornika od zanieczyszczonych wód trzeciorzędowych. Do czasu napełnienia odkrywki wodą z Wisły będzie ona odwadniana, aby nie spowodować rozszczelnienia utworzonej warstwy izolacyjnej. Na matematycznym modelu warunków hydrogeologicznych Tarnobrzeskiego Zagłębia Siarkowego, utworzonym w programie Modflow, wykonano prognozę zmian stosunków wodnych obejmującą końcowy okres likwidacji odkrywki Machów. Wyniki tych obliczeń pozwalają optymalizować lokalizację studni odwodnieniowych i ilości odbieranych wód trzeciorzędowych oraz określić wpływ likwidacji wyrobiska na środowisko wodne. Z rozwiązań symulacyjnych wynika, że w miarę napełnienia odkrywki wodą można będzie znacząco ograniczać ilość wody pompowanej z piętra trzeciorzędowego aż do całkowitego wyłączenia systemu odwadniania. Nowym istotnym ośrodkiem drenażu zanieczyszczonych wód trzeciorzędowych będzie niezlikwidowane wyrobisko górnicze byłej Kopalni Siarki Piaseczno.

Wpracy przedstawiono zarys rozwoju produkcji siarki elementarnej w Polsce w latach 1970---2002 na tle ogólnej sytuacji międzynarodowej. Zaprezentowano potencjalne przyczyny upadku górnictwa siarki. Dokonano analizy oddziaływania na środowisko przemysłu wydobywczego oraz zaprezentowano aktualny stan prac nad likwidacją kopalń i rekultywacją terenów pogómiczych.

Teoretyczna wytrzymałość materiałów kruchych na rozciąganie jest 102-104 razy większa od wytrzymałości rzeczywistej. Na wytrzymałość rzeczywistą, oprócz siływiązań atomowych w idealnym krysztale, ma wpływstruktura ziarna. Jako podstawę przyjmuje się ziarno jednofazowe, ciągłe przestrzennie i jednorodne pod względem składu chemicznego. Wprowadzając w przestrzeń ziarna wrodzone mikroszczeliny i inne geometryczne i fizyczne wady wewnętrzne tworzy się ziarno rzeczywiste. Rozkład wielkości i liczba tych defektów, rzutujące na wytrzymałość ziarna, tworzą jego strukturę mechaniczną. Ponieważ zarówno liczba, jak i rozmiar wrodzonych mikroszczelin są zmiennymi losowymi, w związku z tym wytrzymałość ziarna na rozciąganiejest zmienną losowąopisywaną rozkładem Weibulla. W pracy przeanalizowano wpływ struktury ziarna na jego wytrzymałość na rozciąganie z punktu widzenia teorii najsłabszego ogniwa oraz statystycznej teorii pękania. W obu przypadkach na rozkład wytrzymałości ziarna uzyskuje się rozkład Weibulla, którego parametry są związane z rozkładem długości mikroszczelin (wzory 5 i 15). W dalszej części przedstawiono wyniki badań empirycznych wytrzymałości na rozciąganie ziaren wapienia i porfiru. Wyznaczono dystrybuanty rozkładu wytrzymałości (wzory 20--22 oraz rysunki 3-5) oraz wyliczono moduły Weibulla badanych próbek i średnią wytrzymałość ziarna. Średnia wytrzymałość ziarna na rozciąganie jest związana z wielkością ziarna jednym z wzorów (25) w zależności od tego, czy pęknięcie ziarna jest następstwem pobudzania mikroszczelin objętościowych, powierzchniowych czy krawędziowych. W przypadku wapienia (surowca jednoskładnikowego) pękanie ziarna jest spowodowane przez mtkroszczeliny krawędziowe (wzór 27a), natomiast w przypadku porfiru (surowca wieloskładnikowego) przez mikroszczeliny powierzchniowe (wzór 27b). · Zależność stopnia rozdrabniania od wytrzymałości ziarna jest opisywana rosnącą funkcją potęgową (wzory 29-32). Wykładnik potęgi w tej zależności jest skorelowany z modułem Weibulla (wzór 33). Przedstawione wyniki dotyczą dwóch surowców. To czy uzyskane wyniki mają charakter powszechny, odnoszący się do wszystkich surowców-rozstrzygną dalsze badan