Variation of lignite ash in vertical and horizontal sections of mining wallsin the Konin Lignite Mine, central Poland

Lilianna Chomiak

Abstract


This paper focuses on the variations of lignite ash along selected sections and mining walls from three lignite opencast mines in central Poland. They are owned by the Konin Lignite Mine, where the first Mid-Polish lignite seam is being mined to produce electricity. Ash content in lignite is important because ash lowers the calorific value of the lignite. The results obtained are based on 266 samples of lignite collected from the Drzewce, Tomisławice, and Jóźwin IIB opencasts. All samples were tested according to ISO 1171 standard procedures, that is, they were first burned at a temperature of 850°C, then the ash content was determined on a dry basis (Ad), be-fore the basic statistical parameters were calculated. The studied lignite seam is characterised by a variable distribution pattern of ash both along selected vertical sections and lignite walls, as well as between the three open-casts. The ash content of individual samples ranged from 6.5 to 69.8 wt%, while the average content in opencast mines varied from 9.7 to 17.6 wt%. The coefficient of variation is large (80.23–96.33%) in the case of the Drzewce and Tomisławice, and low to average (14.53–37.75%) in the case of Jóźwin IIB. Significant ash enrichment of some beds is interpreted in this article as a consequence of floods occurring in a Mid-Miocene mire (backswamp), but also of chemical precipitation. When lignite is burned to generate electricity, a relatively large amount of ash is produced. Therefore, recognition of ash content in lignite, in addition to the chemical composition and phase of ash, is recommended to better protect the environment. At the first stage of protection, it can be best achieved by analysing field samples for ash content.

Keywords


Middle Miocene, backswamp, inorganic matter, coefficient of variation

Full Text:

PDF

References


Bechtel A., Widera M. & Woszczyk M., 2019. Composition of lipids from the First Lusatian lignite seam of the Konin Basin (Poland): relationships with vegetation, climate and carbon cycling during the mid-Miocene Climatic Optimum. Organic Geochemistry, 138, 103908.

Bielowicz B., 2013. Charakterystyka odmian technologicznych węgla brunatnego do zgazowania naziemnego w reaktorze fluidalnym. Przegląd Górniczy, 69, 1–9.

Chomiak L., 2020. Architecture, sedimentology and depositional model for the formation of crevasse splays within a lignite seam at the Tomisławice opencast mine near Konin in central Poland. Geologos, 26, 25–37.

Chomiak L., Wachocki R., Maciaszek P., Widera M. & Zieliński T., 2019a. Seismically deformed the crevasse-splay microdelta deposits – an example from Mid-Miocene of Poland. Geological Quarterly, 63, 162–177.

Chomiak L., Wachocki R., Maciaszek P., Widera M. & Zieliński T., 2019b. Seismically-induced soft-sediment deformation in crevasse-splay microdelta deposits (Middle Miocene, central Poland) – reply. Geological Quarterly, 63, 429–433.

Chomiak L., Urbański P. & Widera M., 2020. Architektura i geneza iłów w górnym poziomie węgli brunatnych formacji poznańskiej (środkowy miocen) – odkrywka Tomisławice koło Konina w środkowej Polsce. Przegląd Geologiczny, 69, accepted.

Dadlez R., Marek S. & Pokorski J. (red.), 2000. Mapa Geologiczna Polski bez utworów kenozoiku w skali 1:1 000 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.

Gradziński R., Kostecka A., Radomski A. & Unrug R., 1976. Sedymentologia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.

Gülen J., 2007. Mineral Matter Identification in Nallıhan Lignite by Leaching with Mineral Acids. Energy Sources, Part A, 29, 231–237.

Horne J.C., Ferm J.C., Caruccio F.T. & Baganz B.P., 1978. Depositional models in coal exploration and mine planning in Appalachian Region. American Association of Petroleum Geologist Bulletin, 62, 2379–2411.

ISO 1171:2010. Solid mineral fuels – Determination of ash.

Jurek J., Mucha J. & Wasilewska-Błaszczyk M., 2013. Przegląd zastosowań geostatystyki do szacowania parametrów polskich złóż węgla brunatnego. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energii Polskiej Akademii Nauk, 85, 143–153.

Kasiński J.R., 1986. Sedimentary models of small lignite deposits: examples from the Polish Neogene. Przegląd Geologiczny, 34, 189–197.

Kasiński J.R. & Słodkowska B., 2016. Factors controlling Cenozoic anthracogenesis in the Polish Lowlands. Geological Quarterly, 60, 959–974.

Kozula R., 2001. Dokumentacja geologiczna złoża węgla brunatnego „Tomisławice” w kategorii B i C1 w Tomisławicach, Część I – tekst. Przedsiębiorstwo Geologiczne PROXIMA, Wrocław.

Kozula R. & Mazurek S., 1996. Wstępna ocena stopnia rozpoznania podstawowych parametrów złożowych konińskich złóż węgla brunatnego w blokach geologicznych metodą krigingu. Górnictwo Odkrywkowe, 38, 78–85.

Kwiecińska B. & Wagner M., 1997. Typizacja cech jakościowych węgla brunatnego z krajowych złóż według kryteriów petrograficznych i chemiczno-technologicznych dla celów dokumentacji geologicznej złóż oraz obsługi kopalń. Wydawnictwo Centrum PPGSMiE Polskiej Akademii Nauk, Kraków.

Maciaszek P., Chomiak L., Wachocki R. & Widera M., 2019. The interpretive significance of ripple-derived sedimentary structures within the late Neogene fluvial succession, central Poland. Geologos, 25, 1–13.

Mastej W., Bartuś T. & Rydlewski., 2015. Analysis of lithofacies cyclicity in the Miocene Coal Complex of the Bełchatów lignite deposit, south-central Poland. Geologos, 21, 285–302.

Mucha J., 1994. Metody geostatystyczne w dokumentowaniu złóż. Wydawnictwa AGH, Kraków.

Naworyta W., 2008. Analiza zmienności parametrów złożowych węgla brunatnego pod kątem sterowania jakością strumienia urobku. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24, 97–110.

Naworyta W. & Mazurek S., 2010. Zastosowanie parametru cenowego jako wstęp do projektowania zagospodarowania górniczego złóż węgla brunatnego. Polityka Energetyczna, 13, 341–353.

Naworyta W. & Wasilewska-Błaszczyk M., 2014. Analiza parametrów złoża węgla brunatnego dla potrzeb projektowania elektrowni. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 17, 127–136.

Pawelec S. & Bielowicz B., 2016. Pozycja węgla brunatnego ze złoża Dęby Szlacheckie w klasyfikacjach międzynarodowych. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 466, 233–244.

Piwocki M., 1992. Zasięg i korelacja głównych grup trzeciorzędowych pokładów węgla brunatnego na platformowym obszarze Polski. Przegląd Geologiczny, 40, 281–286.

Piwocki M. & Ziembińska-Tworzydło M., 1997. Neogene of the Polish Lowlands – lithostratigraphy and pollen-spore zones. Geological Quarterly, 41, 21–40.

Polskie Sieci Elektroenergetyczne, 2019. Produkcja i zużycie energii elektrycznej w elektrowniach krajowych. [in:] Raport 2018 KSE. Zestawienie danych ilościowych dotyczących funkcjonowania KSE w 2018 roku, PSE, 29–31.

PN-ISO 1171:2002. Paliwa stałe. Oznaczanie popiołu.

Rozporządzenie, 2001. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 grudnia 2001 r. w sprawie kryteriów bilansowości złóż kopalin. Dz.U. 2001 nr 153, poz. 1774.

Shirazi A.R., Börtin O., Eklund L. & Lindquist O., 1995. The impact of mineral matter in coal on its combustion. A new approach to the determination of the calorific value of coal. Fuel, 74, 247–251.

Smith N.D., Cross T.A., Dufficy J.P. & Clough S.R., 1989. Anatomy of an avulsion. Sedimentology, 36, 1–23.

Tajduś A., Kaczorowski J., Kasztelewicz Z., Czaja P., Cała M., Bryja Z. & Żuk S., 2014. Węgiel brunatny – oferta dla polskiej energetyki. Możliwości rozwoju działalności górnictwa węgla brunatnego w Polsce do 2050 roku. Komitet Górnictwa Polskiej Akademii Nauk, Kraków.

Widera M., 2007. Litostratygrafia i paleotektonika kenozoiku podplejstoceńskiego Wielkopolski. Seria Geologia, 18, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Poznań.

Widera M., 2014. Lignite cleat studies from the first Middle-Polish (first Lusatian) lignite seam in central Poland. International Journal of Coal Geology, 131, 227–238.

Widera M., 2016. Depositional environments of overbank sedimentation in the lignite-bearing Grey Clays Member: New evidence from Middle Miocene deposits of central Poland. Sedimentary Geology, 335, 150–165.

Widera M., Kasztelewicz Z. & Ptak M., 2016. Lignite mining and electricity generation in Poland: The current state and future prospects. Energy Policy, 92, 151–157.

Widera M. & Kita A., 2007. Paleogene marginal marine sedimentation in central-western Poland. Geological Quarterly, 51, 79–90.

Widera M., Chomiak L., Gradecki D. & Wachocki R., 2017. Osady glifu krewasowego z miocenu Polski środkowej w okolicach Konina. Przegląd Geologiczny, 65, 251–258.

Widera M., Chomiak L. & Zieliński T., 2019. Sedimentary facies, processes and paleochannel pattern of an anastomosing river system: an example from the Upper Neogene of Central Poland. Journal of Sedimentary Research, 89, 487–507.

Zieliński T., 2014. Sedymentologia. Osady rzek i jezior. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Poznań.

Żelaźniewicz A., Aleksandrowski P., Buła Z., Karnkowski P.H., Konon A., Ślączka A., Żaba J. & Żytko K., 2011. Regionalizacja tektoniczna Polski. Komitet Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk, Wrocław.




DOI: https://doi.org/10.7494/geol.2020.46.1.17

Refbacks

  • There are currently no refbacks.