Od odkrycia nagromadzenia węgla brunatnego w okolicy Bełchatowa i rozpoczęcia jego eksploatacji upłynęło kilkadziesiąt lat. Złoże "Bełchatów" okazało się największym w Polsce i w Europie złożem węgla brunatnego pod względem zasobów i stało się jednym z zasadniczych ogniw w krajowym bilansie paliwowo-energetycznym. W zakres prowadzonych już od momentu odkrycia złoża badań, obok zagadnień złożowo-eksploatacyjnych, wchodziły petrograficzne, fizykochemiczne i technologiczne analizy jakości węgla. Autorzy mają nadzieję, że przedstawienie wyników wieloletnich badań powinno przede wszystkim dostarczyć argumentów w dyskusji na temat przyszłości węgla brunatnego jako kopaliny oraz pomóc w udzieleniu odpowiedzi na pytanie zawarte w tytule monografii.
- Contents
-
Od autorów 9
I. Cel badań 15
II. Część wstępna 19
II.2. Aktualna problematyka geologiczna złoża „Bełchatów” oraz funkcjonowanie KWB „Bełchatów” 25
II.2.1. Położenie geograficzne złoża 25
II.2.2. Odkrycie złoża, jego udostępnienie i eksploatacja 27
II.2.3. Charakterystyka geologiczno-górnicza Pola „Szczerców” 28
II.2.4. Budowa strukturalno-tektoniczna rowu Kleszczowa 31
II.2.5. Profil litostratygraficzny Pola „Szczerców” 35
II.2.5.1. Utwory paleozoiczne i mezozoiczne 37
II.2.5.2. Osady kenozoiczne 38
II.2.5.3. Czwartorzęd 42
II.2.5.4. Inne serie skalne 42
II.2.5.5. Skały trudnourabialne 48
II.2.6. Kopaliny towarzyszące i złoża antropogeniczne 50
II.2.7. Rekultywacja i rewitalizacja terenów pogórniczych 52
II.2.8. Jednolita Baza Danych Geologicznych (JBDG) 54III. Materiał do badań 55
III.1. Zasady badań geologicznych wyprzedzających front eksploatacji oraz schemat opróbowania rdzeni wiertniczych 55
III.2. Rodzaje próbek węgla przeznaczonych do badań 58
III.2.1. Baza C1 – zbiór wyjściowy próbek 58
III.2.2. Baza C2 – skorygowany zbiór próbek 61
III.3. Typizacja próbek do badań 62IV. Metodyka badań węgla i substancji mineralnej 63
IV.1. Badania węgla 63
IV.1.1. Przygotowanie próbek węgla do badań 63
IV.1.2. Charakter litologiczno-petrograficzny serii węglonośnej 64
IV.1.3. Parametry fizyczne i technologiczne węgla 65
IV.1.3.1. Wilgoć analityczna (Wta) 66
IV.1.3.2. Popielność (Ar) 66
IV.1.3.3. Wartość opałowa (Qir) 66
IV.1.4. Badania chemiczne węgla 66
IV.1.4.1. Pierwiastki główne 67
IV.1.4.2. Pierwiastki poboczne i rozproszone 67
IV.1.4.3. Węglan wapnia (CaCO3) 68
IV.2. Badania substancji mineralnej węgla 68
IV.2.1. Separacja składników mineralnych 69
IV.2.2. Badania fazowe 69
IV.2.3. Analizy chemiczne 70
IV.3. Metody statystyczne i geostatystyczne 70
IV.4. Zasady klasyfikacji technologicznej węgla 77
IV.4.1. Międzynarodowa Klasyfikacja Węgla w Pokładzie 79
IV.4.2. Klasyfikacja węgla według norm ISO 11760:2005 i PN-ISO 11760:2007 81V. Wyniki badań 82
V.1. Charakterystyka litologiczno-petrograficzna węgla brunatnego z Pola „Szczerców” 82
V.1.1. Charakter litologiczny serii węglonośnej i zawartość ksylitów 87
V.1.2. Skład petrograficzny i refleksyjność węgla 93
V.1.2.1. Zawartość macerałów grupy huminitu 94
V.1.2.2. Zawartość macerałów grupy liptynitu 96
V.1.2.3. Zawartość macerałów grupy inertynitu 97
V.1.3. Refleksyjność węgla (Rro) 98
V.2. Właściwości fizykochemiczne i technologiczne węgla brunatnego z Pola „Szczerców” 104
V.2.1. Wilgoć węgla (Wtr) 104
V.2.1.1. Definicja i rodzaje 104
V.2.1.2. Zawartość wilgoci w węglu brunatnym ze złoża ,,Bełchatów” – stan wiedzy i próby rozwiązania problemu 106
V.2.1.3. Zawartości wilgoci całkowitej w Polu „Szczerców”. Wyniki badań z lat 1999–2019 108
V.2.2. Popielność (Ar) 110
V.2.3. Wartość opałowa węgla (Qir) 115
V.3. Skład chemiczny węgla brunatnego 118
V.3.1. Wprowadzenie 118
V.3.2. Pierwiastki elementarne 118
V.3.2.1. Węgiel (Cdaf) 119
V.3.2.2. Wodór (Hdaf) 121
V.3.2.3. Tlen (Odaf) 123
V.3.2.4. Azot 125
V.3.2.5. Siarka całkowita (Std), pirytowa (Spd) i organiczna (Sod) 126
V.3.3. Pierwiastki poboczne i rozproszone 132
V.3.3.1. Wprowadzenie 132
V.3.3.2. Pierwiastki rozproszone 135
V.3.3.3. Pierwiastki poboczne 148
V.3.4. Węglan wapnia (CaCO3d) 150
V.3.5. Statystyczny opis zmienności zawartości wybranych pierwiastków rozproszonych i pobocznych w węglu z Pola „Szczerców” 152
V.3.5.1. Zawartość rtęci (Hgd), kadmu (Cdd) i ołowiu (Pbd) 152
V.3.5.2. Zawartość chloru (Cld) i fluoru (Fd) 154
V.3.5.3. Zawartość sodu i potasu (Na2Od + K2Od) 156
V.3.6. Podsumowanie wyników analizy statystycznej zawartości wybranych pierwiastków w węglu brunatnym z Pola „Szczerców” 157
V.4. Substancja mineralna jako składnik węgla 158
V.4.1. Definicja, podział i geneza 158
V.4.2. Formy występowania 161
V.4.3. Substancja mineralna a użyteczność praktyczna węgla brunatnego 161
V.4.4. Substancja mineralna w węglu ze złoża „Bełchatów” 162
V.4.4.1. Skład fazowy 162
V.4.4.2. Skład chemiczny 176
V.4.5. Substancja mineralna a problem obecności w węglu pierwiastków pobocznych i rozproszonych 177
V.5. Klasyfikacja technologiczna węgla brunatnego z Pola „Szczerców” 177
V.5.1. Klasyfikacja węgla według wymogów międzynarodowych 179
V.5.2. Klasyfikacja węgla według normy ISO 11760:2005 i równoważnej normy krajowej PN-ISO 11760:2007 181VI. Zakończenie i wnioski 184
Podziękowania 189
Literatura 191
Wykaz norm, instrukcji, rozporządzeń i dokumentacji 203
Objaśnienia skrótów 205
