Badania wytrzymałości prób mieszanin zestalających wykonanych na bazie odpadów energetycznych stosowanych do likwidacji szybu Siedlec w Kopalni Soli Bochnia pobranych w warunkach in situ

• Autorzy: Franciszek Plewa , Krzysztof Zięba , Tomasz Migdas , Marcin Popczyk , Piotr Pierzyna

Warianty tytułu

Research on the Strength of Stabilized Mixture Samples from Power Generation Waste, Applied by the Liquidation of Shaft "Siedlec" at the Bochnia Salt Mine, Collected under in Situ Conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Kopalnia Soli Bochnia obecnie prowadzi likwidacje szybu Siedlec mieszaniną zestalajacą sporządzaną na bazie spoiwa hydraulicznego, którego podstawowym składnikiem jest odpad energetyczny w postaci popiołu lotnego. Dodatkowymi składnikami mieszaniny są materiały własne kopalni: rumosz solny oraz solanka pełnonasycona. Mieszanina sporządzana jest w instalacji znajdującej się na szybie, a jej podstawowymi elementami są: mieszalnik, zbiornik spoiwa i solanki, przenośnik ślimakowy. W artykule zaprezentowano wyniki badan wytrzymałościowych prób pobranych z dna szybu w czasie prowadzenia prac likwidacyjnych. Pobieranie prób realizowane było z wykorzystaniem metalowego kubła opuszczanego na dno szybu za pomocą stalowej liny. Metodyka pobierania prób z dna szybu składała się z kilku czynności następujących kolejno po sobie. W pierwszej kolejności sporządzano na bazie spoiwa i solanki w mieszalniku bębnowym zaczyn spoiwowy o ustalonej konsystencji mierzonej wartością rozlewności wynoszącą około 160-180 mm. Następnie na dno szybu opuszczano kubeł stalowy, po czym przystępowano do wprowadzenia do szybu, zgodnie z przyjętymi proporcjami technicznymi, rumoszu solnego równocześnie z wylewanym z mieszalnika zaczynem spoiwowym. Pobieranie prób mieszanin realizowano przy różnym udziale gruzu solnego. W badaniach przyjęto proporcje techniczne (liczba łyżek ładowarki na jeden bęben mieszalnika) na poziomie 1:1, 2:1, 3:1 i 4:1. Kolejnym krokiem było wyciaąniecie z dna szybu kubła stalowego wypełnionego mieszaniną, a następnie przełożenie jej z kubła do walcowych form o średnicy wewnętrznej 100 mm i wysokości 100 mm celem dalszego sezonowania w warunkach laboratoryjnych. Pobrane próby przechowywane były w komorze klimatycznej, a następnie poddawane badaniu wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie po 28 i 60 dniach zgodnie z wymaganiami normowymi (PN-G 11011:1998). Wytrzymałość ta w zależności od proporcji technicznych po 28 dniach zawierała się w przedziale od 1,8 do 4,8 MPa, natomiast po 60 dniach w przedziale od 2,4 do 5,7 MPa. Na podstawie przeprowadzonej analizy uzyskanych wyników badań można stwierdzić również, że wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie mieszanin wyraźnie maleje wraz ze wzrostem w niej udziału rumoszu. Zaprezentowany w artykule przykład jednoznacznie pokazuje pełną przydatność materiałów odpadowych własnych kopalni oraz odpadów energetycznych stanowiących podstawowy składnik spoiwa do wytworzenia pełnowartościowego materiału wypełniającego, spełniającego określone warunki wytrzymałościowe. (abstrakt oryginalny)

EN

The Bochnia salt mine presently manages liquidation works for the Siedlec mine shaft through the use of a solidifying mixture from a hydraulic binder, salt rabble, and brine. The mixture is being prepared in a plant located by the shaft, consisting of the following main components: a mixer, binder tank, brine tank, and a screw conveyor. The paper presents the results of measurements of samples' mechanical strength collected directly from the bottom of the shaft during the liquidation operations. The samples have been collected using a steel bucket lowered to the bottom of the shaft by a steel rope. The sample collection procedure consisted of several consecutive operations. The first operation sampled a binding slurry of binder and the brine mixed in a drum mixer in order to achieve a required consistency level. The consistency was controlled through the use of table spread value slurry which, it was determined, needed to be kept within the range of between 160 and 180 mm. In the next step, a steel bucket was lowered down to the bottom of the shaft. After this, salt rabble was dumped into the shaft with simultaneous pouring of the binder slurry from the outlet of the mixer, in proportions based on previously approved procedural requirements. After emptying the content of the mixer and dumping an adequate portion of the salt rabble, the steel bucket filled with the mixture of salt rabble and binder slurry was hauled up to the surface and transferred into plastic cylinders of 100 mm diameter and 100 mm height. These cylinders underwent curing in a special laboratory environment. Sample collection took place during differing conditions of salt rabble content. The collected samples were cured in a laboratory climatic chamber and underwent uniaxial compressive strength measurements after 28 and 60 days of cure time. In order to expand the range of measurements, certain solidifying mixture samples were prepared under 'ex situ' conditions, meaning in a laboratory, through the use of the same proportions of the components as expected to be achieved by the 'in situ' sample collection method executed in the shaft. On the basis of comparative analysis of the research results, it can be concluded that, depending on the amount of the salt rabble, uniaxial compressive strength is variable and significantly decreases by increasing the amount of salt rabble. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Górnictwo; Gospodarka odpadami; Wytrzymałość materiałów

EN

Mining sector; Waste management; Strength of materials

• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2012
• Tom: 15
• Numer: z. 3
• Strony: 159--168

Twórcy

autor

Franciszek Plewa

• Politechnika Śląska

autor

Krzysztof Zięba

• Kopalnia Soli "Bochnia"

autor

Tomasz Migdas

• Kopalnia Soli "Bochnia"

autor

Marcin Popczyk

• Politechnika Śląska

autor

Piotr Pierzyna

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• Bednorz J., 2009 - Węgiel gwarancją bezpieczeństwa politycznego Polski. Polityka Energetyczna t. 12, z. 2/2.
• Czaja P., 2011 - Technologia likwidacji szybów oraz ich infrastruktury podziemnej i powierzchniowej. Monografia. Wyd. AGH, Kraków.
• Góralczyk S., Baic I., 2009 - Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna t. 12, z. 2/2.
• Plewa F., Mysłek Z., 2001 - Zagospodarowanie odpadów przemysłowych w podziemnych technologiach górniczych. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Plewa i in. 2010 - Plewa F., Popczyk M., Pierzyna P., 2010 - Wykorzystanie UPS z produktami półsuchego odsiarczania do likwidacji szybów w górnictwie węgla kamiennego. XIV Międzynarodowe Sympozjum "Geotechnika". 19-20.11.2010 Gliwice-Ustroń. Wyd. Politechniki OEl., Gliwice 2010.
• Plewa i in. 2011 - Plewa F., Popczyk M., Pierzyna P., Migdas T., 2011 - Możliwości wykorzystania w górnictwie soli spoiwa z udziałem odpadów energetycznych. Polityka Energetyczna t. 14, z. 2.
• Norma PN-G/11011:1998. Materiały do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów. Wymagania i badania.