Energy Efficiency and Economic Aspects of Mining Wastes Utilization within the Closed Cycle of Underground Gas Generator

Energy efficiency of coal gasification with possible utilization of mining wastes within ecologically closed gas generator cycle has been considered. Technical and technological performance of such gas generator and mechanism of material and heat balance on the basis of the available analytical methods and practices as well as the developed author software have been proposed. Heat carrier formed in the process of coal gasification has been used for the utilization. Temperature of the utilization process within the industrially expedient limits being supported with the help of either activation or attenuation of the gasification process. After specific treatment, organogenic waste and domestic wastes are utilized by means of thermal decomposition within a gas generator. Economic evaluation of the proposed means confirms the expediency of their implementation in mines with industrial and balanced coal reserves as well as within the areas where this energetic source has already been already mined out. Results of this investigation were partially presented on international scientific and practical conference “Forum of Miners - 2017”. They contain the researches, which were conducted within the project GP – 489, financed by Ministry of Education and Science of Ukrain

Енергетика геотехногогічної системи: проблеми, перспективи розвитку

Проведено аналіз сучасного стану, наявних проблем та напрямів розвитку енергетики геотехнологічної системи на основі традиційних та альтернативних джерел. Запропоновано техніко-технологічне обґрунтування можливості комплексного отримання енергії та її використання в єдиному замкненому циклі. Застосування когенерації енергії, використання похідних продуктів гірничого виробництва разом із геотермальною енергетикою породного масиву дають можливість сформувати цілісну економічно доцільну систему, яка вирішує питання комплексного використання підземного геосередовища з мінімальним впливом на гірничодобувні терени. Проведена економічна та екологічна оцінки запропонованих заходів дають можли- вість стверджувати, що дані рішення можуть бути впроваджені у виробництво уже найближ- чим часом

SOME ASPECTS OF THE COMPATIBILITY OF MINERAL MINING TECHNOLOGIES

Ponekad je u rudarstvu nužno uporabiti različite tehnologije pridobivanja i ekstrakcije u istome rudniku. Zbog toga su analizirani različiti znanstveni i tehnički vidovi rudarskih operacija te tehnologija rudarenja, poglavito s obzirom na dva različita tehnološka pristupa. Dodatne tehnologije omogućile su uvođenje dodatnih rezervi u proizvodnju, a rezultat su predloženoga algoritma za određivanje tehnoloških parametara. On uključuje kriterije kojima se opisuju sličnosti radnih zadataka i tehnologija, s ciljem održavanja isplativoga pridobivanja rude. Svi su postupci pri tomu grupirani prema stupnju istraženosti te izvodljivosti i ekonomskoj isplativosti. Za svaku su od njih, eksperimentalno u dva slučaja (pridobivanje urana i ugljena) kada su tehnologije kombinirane, određeni odgovarajući koeficijenti. Oni su omogućili procjenu izvodljivosti tih rudarskih operacija. Iz njih je deriviran opći koeficijent kompatibilnosti (sličnosti) koji upućuje na izvodljivost operacija u slučajevima kada se uvode dodatne tehnologije rudarenja. Dodatno se takva metodologija može uporabiti za procjenu koncentracije rude na odlagalištima jalovine, a posebice kod izračuna koncentracije željeza, i to bez dodatnoga uzorkovanja.Sometimes in mining it is necessary to combine different extracting technologies within one enterprise. So, in the paper the analysis of scientific and technical mining operations with combined technologies is carried out, the search for structure and their operation in the mining enterprise is performed. The processes and technological parameters of mineral extraction by two fundamentally different technologies are investigated in detail. Due of the introduction of additional technologies, it is possible to involve sub-standard reserves in the production process, an algorithm for determining the technological parameters is developed. This algorithm consists of criteria that make it possible to find compatibility of the work of one or more development technologies while maintaining an effective level of extraction. To do this, all processes at the enterprise are grouped: by degree of exploration, feasibility and economic efficiency. For each of them, certain coefficients were determined on the example of the operation of two specific combined technologies: the extraction of uranium ores and coal. For each group of criteria, certain coefficients are identified that allow assessing the feasibility of applying technology in their area. Their product is a general coefficient of compatibility, which shows the feasibility of introducing additional technology at the enterprise with the feasibility study. It defines the amount of funds invested in the development of an enterprise to achieve efficient mineral extraction with combined technologies within one enterprise. This point can be used to predict the grade variability of stockpiles from the origin source and the methodology allows characterizing the iron grades within stockpiles without any extra sampling

POSSIBILITIES OF MINING WASTES UTILIZATION BY THERMAL DESTRUCTION WITHIN THE UNDERGROUND GAS GENERATOR

Study the possibility of developing the technical and technological justification of mining wastes utilization within the closed cycle of gassgene in in economic effective level

Technology for increasing the level of environmental safety of iron ore mines with use of emulsion explosives

Laboratory and industrial studies have established the total impact of environmentally hazardous substances, taking into account the distance from the source of emissions and the specific consumption of explosives. With the help of physicochemical analysis and biological testing, the dependence of the change in the conditional indicator of damage to bioindicators with an increase in the distance from the source of emission and the specific annual consumption of explosives was revealed. A methodology for calculating the environmental assessment of the state of atmospheric air around the mine ventilation shaft has been developed. The exponential dependence of the influence of surface concentrations of environmentally hazardous substances on the damage of bioindicators at the cellular and organismic levels has been established, which makes it possible to assess the state of atmospheric air at industrial sites of iron ore mines. The proposed technology of sand drilling, which involves the use of emulsion explosives in mining ore deposits in chamber development systems will reduce emissions of environmentally hazardous substances into the atmosphere and increase the level of environmental safety of iron ore mines

Mine Field Preparation and Coal Mining in Western Donbas: Energy Security of Ukraine—A Case Study

Recent world trends have shown that a country’s political security depends on its fuel and energy supply. In Ukraine, these issues are managed by the United Energy System of Ukraine (USE). The USE consists of a set of power plants as well as electric and thermal networks operating in the general mode of production, transmission and distribution of electric and thermal energy. Nuclear power plants (NPPs), thermal power plants (TPPs), hydroelectric power plants (HPPs), thermal power plants (CHPs), as well as power plants run on alternative (renewable) sources of electricity (solar, wind, bio- and others). They are operating in one system. All of them are connected by the main electric networks. Thermal power plants (TPPs) produce nearly 27% of all electrical energy in Ukraine [1]. Recently, the amount of commercial coal required by Ukraine’s energy sector has increased from 19 to 21 million tons. In 2021, coal production had decreased by approximately 7.7% compared to 2020. Accordingly, this requires the import of coal [1]. Therefore, increasing the efficiency of coal mining is an urgent scientific and practical task.Ukrainian electricity production sector is in a critical situation. It is necessary to increase the coal production to ensure the continuity of electricity production. In this paper, an analysis of coal mining in western Donbas, Ukraine, was presented. The crucial thing is to increase coal production in this region. The new calculation schemes were proposed to increase coal extraction in Donbas mines. The coal pillar parameters, which are necessary for the effective control of the rock pressure caused by the stooping, were substantiated. The obtained parameters for the coal pillars will allow extracting more coal, safely and quickly dismantling the mechanized complex and effectively protecting the ongoing mine work. The case study helps determine the coal losses because of pillar leaving and to improve the stability of the main haulage roads located in the zone of the stooping effect as well as to achieve additional coal production in the mine. Such a technological solution allows to extract the coal more fully at the final parts of the extractive columns and to obtain an additional economic effect. The increase in coal production in coal mines of western Donbas will increase the energy security of all Ukraine

Використання вторинних і відновлювальних ресурсів у гірничому енерго-хімічному комплексі (ГЕХК)

На основі проведеного аналізу встановлено напрями використання вторинних та відновлювальних ресурсів шляхом їх переробки у замкнутому енергохімічному комплексі та залучення комплексних когенераційних систем з різних джерел

Geo energy: retrospective and perspective

Розглянуто недалеке минуле, сучасний стан та перспективи розвитку енергетики в Україні в рамках загальносвітових тенденцій формування енергопостачання на основі традиційних та альтернативних джерел. Авторами запропоновано напрямки зміни вуглевидобування та вуглевикористання на основі традиційних та радикальних технологій. Розглянуто можливості застосування систем когенерації від різних енергетичних джерел. Основним напрямом енергетичного удосконалення має стати формування нових принципів створення енергетичних джерел причому це має відбуватися із урахуванням екологічної компоненти та економічної доцільності. Кожне рішення пов’язане із вуглевидобутком та його переробкою має бути комплексним і максимально поєднаним із іншими джерелами.Рассмотрены недалекое прошлое, современное состояние и перспективы развития энергетики в Украине в рамках общемировых тенденций формирования энергоснабжения на основе традиционных и альтернативных источников. Авторами предложены направления изменения угледобычи и углеиспользования на основе традиционных и радикальных технологий. Рассмотрено возможности применения систем когенерации от различных энергетических источников. Основным направлением энергетического совершенствования должно стать формирование новых принципов создания энергетических источников причем это должно происходить с учетом экологической компоненты и экономической целесообразности. Каждое решение связано с угледобычей и его переработкой должно быть комплексным и максимально совмещенным с другими источниками.To carry out an analysis of the energy supply repository to predict its future status

Щодо можливості утилізації відходів гірничого виробництва у замкненому циклі підземного газогенератора

Проведено аналіз наявних техніко-технологічних розробок газифікації вугілля з можливістю утилізації відходів гірничого та інших видів виробництва у екологізованому замкненому циклі газогенератора. Запропоновано механізм встановлення матеріально-теплового балансу на основі визнаних аналітичних методів, наявного практичного досвіду та розробленого авторського пакету інформаційних програм. Як теплоносій використовується спалюване вугілля, температура якого за допомогою активізації чи затухання процесу газифікації тримається у промислово-доцільних межах. Органогенні та побутові відходи після спеціальної підготовки утилізуються способом термічного розкладу у самому газогенераторі. Економічна оцінка запропонованих заходів підтверджує доцільність їх впровадження у виробництво на шахтах, із промисловими та забалансовими запасами вугілля, а також на теренах де видобування цієї корисної копалини було завершено

SOME ASPECTS OF THE COMPATIBILITY OF MINERAL MINING TECHNOLOGIES

Sometimes in mining it is necessary to combine different extracting technologies within one enterprise. So, in the paper the analysis of scientific and technical mining operations with combined technologies is carried out, the search for structure and their operation in the mining enterprise is performed. The processes and technological parameters of mineral extraction by two fundamentally different technologies are investigated in detail. Due of the introduction of additional technologies, it is possible to involve sub-standard reserves in the production process, an algorithm for determining the technological parameters is developed. This algorithm consists of criteria that make it possible to find compatibility of the work of one or more development technologies while maintaining an effective level of extraction. To do this, all processes at the enterprise are grouped: by degree of exploration, feasibility and economic efficiency. For each of them, certain coefficients were determined on the example of the operation of two specific combined technologies: the extraction of uranium ores and coal. For each group of criteria, certain coefficients are identified that allow assessing the feasibility of applying technology in their area. Their product is a general coefficient of compatibility, which shows the feasibility of introducing additional technology at the enterprise with the feasibility study. It defines the amount of funds invested in the development of an enterprise to achieve efficient mineral extraction with combined technologies within one enterprise. This point can be used to predict the grade variability of stockpiles from the origin source and the methodology allows characterizing the iron grades within stockpiles without any extra sampling