Materiałoznastwo kopalniane ściąga (Polsl II rok GiG)

Czynniki środowiskowe: powietrze-atmosf. Będąca w stanie fizycznym gazowym, za zanieczyszczenie pow. Uznaje się subst. Nie będące składnikami czystego pow. Jak i te, które nimi są, lecz nastąpił ich wzrost ilościowy, składniki czystego pow: azot, tlen, argon, dwotlen. Węgla, noen, hel, dwutlenek azotu,, wodór woda to cząsteczki wody w różnym składzie izotropowym i rozpuszczone gazy N, O, Co2, siarkowodór, metan i inne - hydrosfera w stanie fizycznym stałym, ciekłym i gazowym; grunty i skały; biosfera- bakterie i grzyby; czynnik cieplny wynikający z natur. Lub technologicznych źródeł ciepła; elektryczny Chem. aktywność składników atmosf. Tlen-jest silnym utleniaczem, powodującym korozję wielu mat. Dwutlenek węgla-bierze udział w procesie uwęglonowienia i niszczenia niektórych mat. np. betonów. Pozostałe składniki pow. Atmosf. Są bierne lub nieszkodliwe ze względu na niskie ich stężenie. Zanieczyszczenia emitowane do atmosf: CO2, SO2, i niektóre tlenki azotów-powodują korozję mat. i są przyczyną powstawania kw. Deszczy. Dwutlenek siarki, kw. Azotowy Powietrze w kopalni-skład zależy od rodzaju złoża, warunków geologicznych oraz składu pow. Pobranego na potrzeby wentylacji. Przyczyny zmiany składu pow. Kopalnianego: 1.procesy chem. i biochem. powodujące zubożenie w tlen i zwiększenie ilości Co2 i niewielkie ilości węglowodorów. 2. Pożarów Endo i egzogenicznych produkujących subst. Gazowe np. tlenek i dwutlenek węgla.3.utlenianie się mat. wybuchowych do tlenku azotu i węgla oraz rozpylenia chlorku sodu.4.zapylenia.5.zawilgocenia pow.6. ogrzania pow., temp. Skład pow. W wyrobiskach gór: tlen 19-21%; azot 78-81%; CO2 0,03-1%; metan 0-2%.
WODA: składniki gazowe: 1.tlen – w wodach naturalnych obecny jest w stanie wolnym cząsteczkowym O2, którego stężenie jest zależne od przeciwstawnych sobie procesów wzbogacania zubożania wody w ten składnik. Wzbogacanie w tlen:rozpuszczanie tlenu atmosf.; proces fotosyntezy przez rośliny wodne i fitoplankton CO2 z równoczesnym wydzielaniem tlenu. Procesy zubożające: procesy redoksu, utlenianie suit. Organicznych, procesy fermentacyjne i gnilne, oddychanie organizmów żywych w wodzie.2 Dwutlenek węgla. Występuje w formie rozpuszczonych cząstek gazu CO2, oraz w niewielkiej części H2CO3. stężenie CO2 i reszy jest zależne od przeciwstawnych sobie procesów wzbogacania zubożania wody w ten składnik. Procesy wzbogacające: rozpuszczanie CO2 armosfer., procesy utleniania subst. Organicznych, procesy geochemiczne. Procesy zubożające: wydzielanie CO2 do atmosf., zużycie CO2 w procesie fotosyntezy, udział Co2 w procesie tworzenia się wodorowęglanów obojętnych. Twardość węglanowa- od obecności i ilości jonów kw. Węglowego pochodzącego z wolnego kw. I z dysocjacji wodorowęglanów zależy twardość wody czyli tzw. Twardość węglanowa.3.azot- jest bierny i nie działa na mat.4.siarkowodór – obecność H2S w wodach naturalnych przypisuje się rozkładowi białek lub pirytów w obecnośći CO2 albo redukcji siarczanów w obecności metanu. Mikroelementy-to pierwiastki występujące w wodach naturalnych w postaci jonów o stężeniu do 10mg/dm3, są katalizatorami korozji określonych mat. Odczyn: wód naturlanych jest mniej zależny od dysocjacji molekuł wody w wyniku, której pojawiają się jony wodorowe. O odczynie wody decyduje system równowagi węglanowej w danych warunkach. Obniżenie CO2 w wodzie powoduje podwyższenie jej odczynu i na odwrót. Rodzaje twardości wody: węglanowa –powodują ją wodorowęglany wapnia, magnezu, Ew. żelaza, które w podwyższonej temp. Ok. 60C ulegają rozkładowi z wydzieleniem nierozpuszczalnych w wodzie węglanów obojętnych niewęglanowe –powodują ją sole niewęglanowe wapnia, magnezu, Ew. żelaza, siarczany, chlorki i azotany ogólna-węglanowa+niewęglanowa. Podział wody Nat: bardzo miękka, miękka, średnio twarda, twarda, bardzo twarda. Mineralizacja ogólna – określa zawartość w wodach Nat. Tych składników mine. Łacznie z nielotnymi zw. Organicznymi, która jest wyrażana ciężarem suchej pozostałości po odparowaniu 1 dm3 wody w temp 105C. Zasolenie – oznacza zaw. W wodach natu. Wszystkich soli min. Wyrażona w mg/dm3 lub w g/dm3.

Wody kopalniane- wody występujące w okolicach wydobywczych kopalni. Skład chem. : składniki gazowe poch. Z pow. Atmosf. kopalnianego; sole potasowców , wapniowców, żelaza, baru i innych; mikroelementy; H2SO4; mikroorganizmy. Spoiwa mineralne powietrzne Spoiwa wapienne: wapno niegaszone- podst. Składnikiem jest tlenek wapnia, o charakterze silno zasadownym, a domieszkami są tlenek magnezu oraz krzemiany, gliniany i żelaziany. Wapno gaszone-podst. Składnikami są wodorotlenek wapnia, w postaci rozdrobnionych cząsteczek w nasyconym roztworze tego wodorotlenku. Wapno sucho gaszone. Proces wiązania i twardnienia wapna gaszonego a) utrata nadmiaru wody zarobowej, b)krystalizacja wodorotlenku z roztworu nasyconego c) częściowa karbonatyzacja wodorotlenku wapnia Pierwotnie zachodzi stopniowa utrata nadmiaru wody zarobowej (wysychanie) powodując wzrost stężenia Ca(OH)2 w r-rze. Następnie wskutek przesycenia r-ru rozpoczyna się krystalizacja Ca(OH)2, a w końcu następuje częściowa jego karbonatyzacja z udziałem CO2 atm. Proces tężenia spoiw wapiennych przebiega wolno i jest zależny od składu wyjściowego zaprawy wilgotności i temp. Proces twardnienia zapraw wapiennych trwa czasami do kilku lat. W rezultacie w stwardniałej zaprawie wapiennej obecne są kryształy Ca(OH)2 i Ca(CO3)2, które zrastają się z sobą oraz z zew.warstwą układu ( od strony dostępu powietrza) uniemożliwiając w ten sposób przenikanie atmosferycznego CO2 w głąb zaprawy, która w tej strefie zawiera krystaliczny Ca(OH)2