Szczegóły publikacji

Opis bibliograficzny

Autorzy (3)

• AGHŻyła Mieczysław
• Dudzińska Agnieszka
• Cygankiewicz Janusz

Słowa kluczowe

Dane bibliometryczne

ID BaDAP	74928
Data dodania do BaDAP	2013-07-31
Tekst źródłowy	URL
DOI	10.2478/amsc-2013-0030
Rok publikacji	2013
Typ publikacji	artykuł w czasopiśmie
Otwarty dostęp
Creative Commons
Czasopismo/seria	Archives of Mining Sciences = Archiwum Górnictwa

Abstract

Ethane constitutes an explosive gas. It most often accompanies methane realizing during exploitation and mining works. In this paper the results of ethane sorption have been discussed on three grain classes of six selected hard coal samples collected from active Polish coalmines. On the basis of obtained results, it has been stated that the tested hard coals prove differentiated sorption power with reference to ethane. The extreme amount of ethane is sorbed by low carbonized hard coal from "Jaworzno" coalmine. This sort of coal shows great porosity, and great content of oxygen and moisture. The least amount of ethane is sorbed by hard coal from "Sosnica" coalmine. This sort of coal possesses relatively a great deal of ash contents. Together with the process of coal disintegration, the amount of sorbed ethane increases for all tested coal samples. Between tested coals there are three medium carbonized samples collected from "Pniowek", "Chwalowice" "Zofiowka" coalmines which are characterized by small surface values counted according to model BET from nitrogen sorption isotherms determined at the temperature of 77.5 K. The samples of these three coals prove the highest, from between tested coals, increase of ethane sorption occurring together with their disintegration. These samples disintegrated to 0,063-0,075 mm grain class sorb ethane in the amount corresponding with the sorption quantity of low carbonized coal from "Jaworzno" coalmine in 0.5-0.7 mm grain class. It should be marked that the low carbonized samples collected from "Jaworzno" and Wesola" coalmines possess large specific surface and great porosity and belong to coal group of "loose" spatial structure. Regarding profusion of sorbed ethane on disintegrated medium carbonized samples from "Pniowek", "Zofiowka", "Chwalowice" coalmines it can be supposed that in the process of coal disintegration, breaking their "compact' structure occurs. Loosened structure of medium carbonized coals results in increasing accessibility of ethane particles to sorption centres both electron donors and electron acceptors which are present on hard coal surface. The surface sorption centre increase may result in formation a compact layer of ethane particles on coal surface. In the formed layer, not only the strengths of vertical binding of ethane particles with the coal surface appear but also the impact of horizontal strengths appears which forms a compact layer of sorbed ethane particles. The surface layer of ethane particles may lead to explosion.

Streszczenie

Etan jest gazem wybuchowym. Towarzyszy on najczęściej metanowi uwalniającemu się podczas eksploatacji i robót górniczych. W pracy omówiono wyniki badań sorpcji etanu na trzech klasach ziarnowych sześciu wybranych próbek węgli kamiennych pobranych z czynnych polskich kopalń. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że badane węgle wykazują zróżnicowane chłonności sorpcyjne w odniesieniu do etanu. Największe ilości etanu sorbuje niskouwęglony węgiel z kopalni Jaworzno o dużej porowatości oraz dużej zawartości tlenu i wilgoci, a najmniejsze ilości etanu sorbowane są przez węgiel z kopalni Sośnica o stosunkowo dużej zawartości popiołu. Wraz z procesem rozdrabniania węgli wzrasta ilość sorbowanego etanu dla wszystkich badanych próbek węglowych. Wśród badanych węgli znajdują się trzy próbki węgli średniouwęglonych pobrane z kopalń: Pniówek, Chwałowice, Zofiówka, które charakteryzują się małymi wartościami powierzchni wyliczonymi według modelu BET z izoterm sorpcji azotu wyznaczonych w temperaturze 77,5 K. Próbki tych trzech węgli wykazują największy, spośród badanych, przyrost ilości sorbowanego etanu zachodzący wraz z rozdrobnieniem. Próbki te rozdrobnione do klasy ziarnowej 0,063-0,075 mm sorbują etan w ilości odpowiadającej wielkości sorpcji na niskouwęglonym węglu z kopalni Jaworzno będącym w klasie ziarnowej 0,5-0,7 mm. Należy zaznaczyć, że próbki węgla niskouwęglonego pobrane z kopalni Jaworzno i Wesoła mające dużą powierzchnię właściwą i dużą porowatość należą do grupy węgli o „luźnej” budowie przestrzennej. Uwzględniając duże ilości sorbowanego etanu na rozdrobnionych średniouwęglonych próbkach węgla z kopalń: Pniówek, Zofiówka, Chwałowice można przypuszczać, że w procesie rozdrabniania węgla zachodzi rozbijanie ich „zwartej” struktury. Rozluźniona struktura średniouwęglonych węgli prowadzi do zwiększenia dostępności cząsteczek etanu do centrów sorpcji zarówno elektronodonorowych jak też elektronoakceptorowych obecnych na powierzchni węgli kamiennych. Powierzchniowy wzrost centrów sorpcji może prowadzić do utworzenia na powierzchni węgla zwartej warstwy cząsteczek etanu. W utworzonej warstwie występują nie tylko siły pionowego wiązania cząsteczek etanu z powierzchnią węgla, lecz również oddziaływania poziomych sił tworzących zwartą warstwę zaadsorbowanych cząsteczek etanu. Powierzchniowa warstwa cząsteczek etanu może prowadzić do wybuchu.

Publikacje, które mogą Cię zainteresować