Mining waste dumps – modern monitoring of thermal and gas activities

Mining waste dumps are permanently incorporated in the landscape of the mining areas and exert an impact on the environment in many ways. The presence in the massif of a dump of carbonaceous substances often leads to the formation of fire hazards.Monitoring the activity of a newly created coal waste dump or of one under fire plays an extremely important role in fire prevention activity. Under the current regulations it must be carried out both during the exploitation process and for many years after wards. Monitoring a dump is targeted, among others, at detecting thermal and gas anomalies already at the initial stage of development and to undertake preventive measures to eliminate and minimize the impact and load of a dump for the environment and the health and life of humans. In the article selected results of a research project (Raport 2011) are shown; a method of monitoring fire hazards at dump wastes was proposed, which includes thermal scanning and thermal-gas monitoring by a borehole method aimed at fixed points in the dump. Monitoring the large area of a dump requires exploration of the thermal state of a significant area hence the accepted scanning of the area is with a precision thermal imaging camera during an air raid. Then at selected sites of the dump, long-term in-field studies were conducted using the wireless data collection system from scattered test holes, made of perforated pipes and equipped with temperature and gas probes (CO, CO₂, O ₂). At the same time the changes of environmental conditions and changes in atmospheric state parameters were observed around the dump, the so-called wind rose, based on data recorded by the weather station.

Zwałowiska odpadów wydobywczych wpisują się na trwałe w krajobraz terenów górniczych i oddziaływają na środowisko naturalne w wielu aspektach. Obecność w masywie zwałowiska substancji węglowych prowadzi często do powstawania zagrożeń pożarowych. Niezwykle ważną rolę w profilaktyce przeciwpożarowej odgrywa monitoring aktywności zwałowiska odpadów węglowych nowo powstałych i zapożarowanych. Zgodnie z obowiązującymi przepisami musi on być prowadzony zarówno w czasie eksploatacji jak i przez wiele lat po jej zakończeniu. Monitoring zwałowiska ma na celu m.in. wykrycie anomalii termicznych i gazowych już w początkowym stadium rozwoju i podjęcie działań profilaktycznych w celu usunięcia i minimalizacji wpływu oraz obciążenia zwałowiska dla środowiska oraz zdrowia i życia ludzi. W artykule przedstawiającym wybrane wyniki projektu badawczego (Raport 2011) zaproponowano metodę monitoringu zagrożeń pożarowych zwałowiska odpadów powęglowych, która obejmuje skaning termiczny oraz monitoring termiczno-gazowy metodą otworową w ustalonych punktach zwałowiska. Monitoring rozległego zwałowiska wymaga rozpoznania stanu termicznego znacznego obszaru, stąd przyjęto skanowanie terenu za pomocą precyzyjnej kamery termowizyjnej w czasie przelotu lotniczego. Następnie w wyznaczonych miejscach zwałowiska prowadzono długookresowe badania poligonowe z wykorzystaniem bezprzewodowego systemu zbierania danych z rozproszonych otworów badawczych, wykonanych z rur perforowanych i wyposażonych w sondy z czujnikami temperatury i gazów (CO, CO₂, O₂). Równocześnie obserwowano zmienne warunki otoczenia i zmiany parametrów stanu atmosfery, tzw. róży wiatrów, wokół zwałowiska na podstawie danych zarejestrowanych przez stację pogodową.