7292100252

3.2.2. Zmiany właściwości fizycznych węgla kamiennego w procesie uwęglenia

Węgiel jako skała organiczna pochodzenia roślinnego charakteryzuje się dużą niejednorodnością budowy petrograficznej, co ma istotny wpływ na jego właściwości fizyczne, w tym geomechaniczne. Badania składu petrograficznego węgli z pokładów reprezentujących różne ogniwa litostratygraficzne górnego karbonu GZW, począwszy od warstw 1 ibiąskich aż po warstwy gruszowskie, były podstawą określenia jego wpływu na wartości parametrów fizycznych węgli. Skomplikowana budowa strukturalna Zagłębia (litostratygrafia i tektonika) powoduje, że chronologia wiekowa pokładów węgla nie oznacza wzrostu głębokości ich występowania. Biorąc pod uwagę pełny profil litostratygraficzny GZW stwierdzono, że generalnie numeracja pokładów wzrasta z głębokością. Nie można jednak żadnej grupie pokładów przypisać stałego przedziału głębokości zalegania (Bukowska 2009). Kształtuje się ona różnie w różnych częściach GZW i obszarach górniczych kopalń.

Zmiany właściwości fizycznych węgli zmieniają się wraz ze stopniem ich uwęglenia. Ten zaś wynika z przemian materiału węglowego od stadium torfu do szungitu. Stopień uwęglenia wzrasta z głębokością, z której wynika wzrost temperatury i ciśnienia. Na rysunku 3.11 przedstawiono zmiany uwęglenia węgli błyszczących, budujących pokłady warstw od 1 ibiąskich przez łaziskie, orzeskie, do rudzkich w GZW z głębokością występowania.

0 200 £00 000 800 1000 1200

Głębokość, m

Rys. 3.11. Zależność zawartości pierwiastka C od głębokości zalegania węgli błyszczących z pokładów

grupy od 100 do 400

Miarą stopnia uwęglenia jest zawartość pierwiastka C w węglu, a tym samym zawartość części lotnych. Części lotne są gazami, które wydzielają się z węgla podczas jego intensywnego podgrzewania. Stanowią je: tlenek węgla (73%), wodór (ok. 18%), metan (4,5%). W mniejszych ilościach występują pozostałe węglowodory i siarkowodór. Im mniejsza zawartość części lotnych w węglu tym wyższy jego stopień uwęglenia. Ze stopniem uwęglenia i zawartością części

43