Nauki Techniczne

Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management

Zawartość

Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management | 2026 | vol. 42 | No 1

Abstrakt

Odpady górnicze stanowią zagrożenie dla środowiska. Ponadto wysokie są koszty ich składowania i utylizacji. Badania nad wykorzystaniem odpadów górniczych do ulepszania gleb i w rolnictwie mogą znacząco przyczynić się do zmniejszenia zagrożeń dla środowiska i opłacalnego wykorzystania tych odpadów. Biorąc pod uwagę najnowsze osiągnięcia w literaturze, liczba opublikowanych artykułów przeglądowych na temat wykorzystania odpadów górniczych do ulepszania gleb i jako nawozów w rolnictwie jest bardzo ograniczona. Biorąc pod uwagę ten niedobór w literaturze, w niniejszym badaniu dokonano przeglądu zrównoważonego wkładu wykorzystania odpadów zeolitowych, odpadów siarkowych, odpadów dunitowych, odpadów serpentynitowych, odpadów górniczych niklu, odpadów borowych i odpadów perlitowych do ulepszania gleb i jako nawozów w rolnictwie. W niniejszej ocenie określono, które z wybranych odpadów górniczych przyczyniły się do spełnienia kryteriów zrównoważonego rozwoju odpowiadających utworzonym kodom. W ten sposób starano się przyczynić do zrównoważonego, przyjaznego środowisku i wykonalnego wykorzystania odpadów kopalnianych oraz wzrostu świadomości wszystkich zainteresowanych stron. Wyniki niniejszego badania mogą stanowić wskazówki dla organizacji badawczo-rozwojowych i przedsiębiorstw recyklingowych rozważających finansowanie wykorzystania tych odpadów kopalnianych w celu poprawy jakości gleby i w rolnictwie jako nawozu w przyszłości. Stanowią one również przewodnik dla innych zainteresowanych stron rozważających wykorzystanie tych odpadów kopalnianych w celu poprawy jakości gleby i w rolnictwie jako nawozu w określonych regionach, uwzględniając wkład w kryteria zrównoważonego rozwoju.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Taşkın Deniz Yıldız
1
ORCID: ORCID

  1. Adana Alparslan Türkeş Science and Technology University, Department of Mining Engineering, Turkey

Abstrakt

Aby sprostać wyzwaniom technicznym w zastosowaniach przemysłowych z rudami ułożonymi w stosy – w szczególności trudnościom w rozróżnianiu poszczególnych cząstek, wynikającym ze wzajemnej okluzji i nieregularności geometrycznych, a także ograniczeniom konwencjonalnych metod w precyzyjnym określaniu optymalnych pozycji kruszenia – w niniejszym badaniu opracowano multimodalny model łączenia cech, integrujący segmentację rudy z inteligentnym określaniem pozycji kruszenia. Poziom segmentacji instancji: hierarchiczny model segmentacji został skonstruowany poprzez integrację klastrowania superwokseli z analizą wklęsłości i wypukłości powierzchni chmury punktów 3D. Aby zoptymalizować segmentację krawędzi, wprowadzono algorytm wzrostu regionu z ograniczeniami krzywizny. Ponadto opracowano funkcję oceny wklęsłości i wypukłości uwzględniającą adhezję, aby uzyskać precyzyjną separację przylegających rud, skutecznie łagodząc problemy z nadsegmentacją, nieodłącznie związane z tradycyjnymi euklidesowymi metodami klasteryzacji podczas obsługi złożonych scenariuszy ułożenia warstw. Poziom podejmowania decyzji pozycyjnych: proponujemy metodę lokalizacji punktu kruszenia, wykorzystującą wieloskalową fuzję cech geometrycznych. Rekonstrukcja powierzchni Poissona została wykorzystana do zbudowania ciągłego modelu geometrycznego powierzchni rudy. Jest ona połączona z ulepszonym algorytmem detekcji płaszczyzn RANSAC w celu identyfikacji optymalnych płaszczyzn kruszenia. Następnie przeprowadzana jest kompleksowa analiza w celu określenia wektorów kierunku kruszenia. Wyniki eksperymentalne pokazują, że metoda ta może skutecznie segmentować poszczególne rudy w złożonych scenariuszach ułożenia warstw i optymalizować określanie pozycji kruszenia w oparciu o cechy geometryczne, zapewniając niezawodne wsparcie techniczne dla zautomatyzowanych operacji kruszenia.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Lirong Yang
1
ORCID: ORCID
Xiaolong Zhu
2
Zhiwen Huang
2
Chong Cao
2

  1. Jiangxi Mining and Metallurgical Engineering Research Center; School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, China
  2. School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, China

Abstrakt

Problem zarządzania dużymi ilościami odpadów poflotacyjnych stał się istotny wraz ze wzrostem produkcji w górnictwie. Odpady poflotacyjne muszą być składowane lub utylizowane w sposób kontrolowany, aby wyeliminować lub zminimalizować ich negatywne skutki, takie jak zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby. W szczególności odpady poflotacyjne z kopalni metali stwarzają ryzyko kwaśnego odwodnienia kopalni (AMD) i muszą być składowane w bezpiecznych warunkach. Wykorzystanie tych odpadów w odpowiednim przemyśle, takim jak produkcja betonu, poprawi zrównoważony rozwój działalności górniczej. W niniejszym badaniu zbadano wpływ odpadów kopalnianych złota (AuT), ołowiu i cynku (LZ T), miedzi (CuT) i żelaza (FeT) jako częściowego substytutu kruszywa w betonie pod względem aspektów mechanicznych i środowiskowych, wykorzystując odpowiednio testy wytrzymałości na ściskanie jednoosiowe (UCS) i pomiary pH. Wyniki wskazały, że wytrzymałość betonu referencyjnego bez odpadów (32 M Pa) można osiągnąć lub nawet przekroczyć, stosując próbki zaprawy z 5-procentowym dodatkiem AuT, 5-procentowym dodatkiem CuT i 20-procentowym dodatkiem LZ T. Wytrzymałość kilku próbek zaprawy wzrosła wraz z czasem utwardzania ze względu na efekt wypełniacza i aktywność pucolanową, podczas gdy spadła ze względu na efekt gliny i ataki siarczanów, w zależności od rodzaju odpadów i współczynnika podstawienia. Wartość pH odpadów, która wynosiła od 8,5 do 9,5, nie została znacząco zmieniona przez utlenianie atmosferyczne. Po wykorzystaniu tych odpadów w produkcji betonu pH zawiesiny zbliżyło się do 13 ze względu na zasadowe właściwości cementu, co praktycznie wyeliminowało ryzyko AMD.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Deniz Adiguzel
1
ORCID: ORCID
Serkan Tuylu
1
ORCID: ORCID
Can Gungoren
1
ORCID: ORCID
Ismail Demir
1
ORCID: ORCID
Ulvi Rajabli
1

  1. Istanbul University-Cerrahpaşa, Turkey

Abstrakt

Wraz z przyspieszonym rozwojem przemysłu nowych pojazdów elektrycznych popyt Chin na zasoby niklu rośnie, a ich zależność od dostawców zewnętrznych utrzymuje się na wysokim poziomie od dłuższego czasu. W kontekście nowego wzorca rozwoju międzynarodowego i bezpieczeństwa środowiska niezbędna jest systematyczna ocena zabezpieczenia dostaw rudy niklu w Chinach. W oparciu o nowe uwarunkowania rozwojowe Chin i wymagania sytuacyjne niniejszy artykuł konstruuje system indeksów oceny bezpieczeństwa dostaw niklu w trzech wymiarach: globalnej stabilności dostaw, krajowego bezpieczeństwa gospodarczego oraz współistnienia warunków optymalnych z perspektywy krajowego bezpieczeństwa zasobów i zrównoważonego rozwoju, w połączeniu z charakterystyką zasobów niklu. Model CRITIC-TOPSIS został przyjęty do oceny poziomu bezpieczeństwa dostaw niklu w latach 2011–2022. Konstrukcja systemu indeksów oceny bezpieczeństwa dostaw niklu została naukowo udowodniona, zastosowana metoda jest stosunkowo odpowiednia, a wyniki oceny są wiarygodne. Wyniki wskazują, że potencjał Chin w zakresie zasobów niklu generalnie spadł od 2011 roku, a głównymi czynnikami wpływającymi na niego są krajowy potencjał podaży, globalne zagrożenia geopolityczne oraz wahania cen na rynku rudy niklu. Dlatego konieczne jest zintensyfikowanie krajowych działań w zakresie eksploracji zasobów niklu, zwiększenie zagranicznych inwestycji w górnictwo niklu, poprawa globalnej alokacji zasobów niklu przez Chiny, a także zwiększenie potencjału rezerw niklu oraz technologii wytopu i produkcji.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Yingchao Niu
1
ORCID: ORCID
Shaobo Wen
2
Xuezheng Gao
1
Yuntao Shang
1
Xiaolei Li
1
Fanyu Qi
1
Chao Zhang
1
ORCID: ORCID
Jianghao Yuan
1

  1. Development and Research Center of China Geological Survey, China
  2. Chinese Academy of Natural Resources Economics, China

Abstrakt

Paliwa kopalne tj. węgiel, ropa naftowa oraz gaz ziemny, wciąż są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego. Większość państw europejskich ze względu na ograniczone własne zasoby jest zmuszona importować strategiczne surowce, przez co ich bezpieczeństwo jest uzależnione od sytuacji geopolitycznej. Wojna w Ukrainie niesie ze sobą poważne konsekwencje dla rynku paliw kopalnych w Europie Środkowo-Wschodniej. Federacja Rosyjska, będąc światowym liderem w produkcji węglowodorów, była kluczowym dostawcą dla większości państw zlokalizowanych w tym regionie. Wraz z rozwojem konfliktu zbrojnego w Ukrainie stało się oczywiste, że priorytetowe znaczenie dla państw europejskich będzie miało zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego. Z pewnością jednym z najtrudniejszych przedsięwzięć w tym okresie stała się dywersyfikacja źródeł strategicznych paliw kopalnych. W następstwie unijnych sankcji wobec rosyjskich surowców państwa Europy Środkowo-Wschodniej zostały zmuszone do weryfikacji i nowelizacji polityki energetycznej oraz poszukiwania nowych dostawców węglowodorów. Niestety, dla wielu państw osiągnięcie tych celów okazało się wielkim wyzwaniem ze względu na znaczne uzależnienie od Rosji oraz brak alternatywnej infrastruktury przesyłowej. Konflikt rosyjsko-ukraiński stał się przyczyną istotnych zmian na rynku paliw kopalnych przede wszystkim w Niemczech i Polsce. W artykule dokonano analizy porównawczej rynku paliw kopalnych Niemiec i Polski w następstwie wojny rosyjsko-ukraińskiej. Analizą zostały objęte lata 2021–2024. Poszukiwano odpowiedzi na pytania, w jaki sposób sankcje nałożone na Rosję wpłynęły na rynek paliw kopalnych Niemiec i Polski. Uwzględniono sektor węgla kamiennego, ropy naftowej i gazu ziemnego.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Wiktor Hebda
1
ORCID: ORCID

  1. Jagiellonian University in Kraków, Poland

Abstrakt

System sortowania z indukcją magnetyczną to zautomatyzowany, inteligentny system zaprojektowany specjalnie do analizy rud magnetytowych, umożliwiający skuteczną separację rud niskiej jakości. Sygnały indukcji magnetycznej wykrywane przez ten system są jednak podatne na zakłócenia, co stanowi poważne wyzwanie dla dokładnej akwizycji sygnału, wpływając tym samym zarówno na zakres, jak i dokładność sortowania. Aby rozwiązać ten problem, w niniejszym badaniu zaproponowano metodę odszumiania, integrującą zoptymalizowaną algorytmem wyszukiwania Sparrow (SSA) dekompozycję modów wariacyjnych (VMD) z progowaniem falkowym (WT). Najpierw SSA jest wykorzystywany do optymalizacji konfiguracji parametrów VMD w celu uzyskania optymalnej dekompozycji sygnału. Następnie funkcje modów wewnętrznych (IMF) są selektywnie filtrowane na podstawie analizy entropii próbki, a zachowane funkcje IMF są poddawane odszumianiu metodą WT. Na koniec funkcje IMF są rekonstruowane w celu uzyskania odszumionego sygnału. Skuteczność proponowanej metody została kompleksowo zweryfikowana eksperymentami przeprowadzonymi z wykorzystaniem opracowanego w laboratorium systemu sortowania z indukcją magnetyczną. Wyniki eksperymentalne wskazują na znaczną poprawę wydajności w porównaniu z czterema alternatywnymi algorytmami, osiągając średnią poprawę o 3,3% w trybie szumu (NM) i redukcję o 14,9% współczynnika pierwiastka z wariancji (RVR). Ponadto algorytm odszumiania doprowadził do 38,8-procentowego wzrostu wykrywalności rud magnetytu i 12,5-procentowej poprawy dokładności sortowania. Wyniki te dowodzą, że proponowana metoda skutecznie tłumi zakłócenia szumowe podczas zbierania sygnałów magnetycznych przez czujnik Halla, znacząco zwiększając zakres sortowania i dokładność rudy magnetytu.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Caiyun Wu
1
Chunrong Pan
1
Kai Feng
2
Decan Zeng
3
ORCID: ORCID

  1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China
  2. School of Intelligent Manufacturing and Materials Engineering, Gannan University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China
  3. School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000; School of Mechanical and Electrical Engineering, Heyuan Technician Institute, China

Abstrakt

W celu modelowania i sterowania procesem wibracyjnego wydobycia rudy (VDOP) w podziemnym transporcie kolejowym zaproponowano metodę detekcji zmiennych kontrolowanych w procesie wydobycia, opartą na percepcji wizualnej, i zastosowano ją do sterowania predykcyjnego modelu w celu uzyskania adaptacyjnego wydobycia zsypu. Najpierw zaproponowano metodę szacowania parametrów przepływu rudy opartą na metodzie percepcji wizualnej z wykorzystaniem sieci neuronowej. Algorytm detekcji celu oparty na sieci neuronowej został skonstruowany w oparciu o znaną strukturę DarkNet-53, która została dodatkowo zoptymalizowana w oparciu o strukturę YOLOv5- MINE. Następnie model referencyjny systemu VDOP został ustalony poprzez identyfikację systemu i dopasowanie danych. W dalszej kolejności na tej podstawie wykorzystano sterowanie predykcyjne oparte na modelu do sterowania systemem i przeprowadzono analizę stabilności systemu za pomocą schematu blokowego wejścia i wyjścia, korzystając z modelu predykcyjnego. Na koniec, w połączeniu z zaawansowaną technologią komunikacyjną, przedstawiono proste przykłady symulacji i praktyczne zastosowania przemysłowe, aby zilustrować skuteczność i solidność proponowanej metodologii. Eksperymenty terenowe przeprowadzone w kopalni rudy żelaza w Chinach pokazują, że zastosowanie systemu percepcji wizualnej i sterowania predykcyjnego opartego na modelu eliminuje nieefektywność spowodowaną czynnikiem ludzkim, co przekłada się na 6-procentowy wzrost wydajności załadunku rudy i zmniejszenie zapotrzebowania na operatorów o ponad 50%. Proponowany system zapewnia znaczący postęp w inteligentnych i bezzałogowych operacjach górniczych, zwiększając bezpieczeństwo, wydajność i wykorzystanie zasobów.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Xu Liu
1
ORCID: ORCID
Kai Zhan
2
ORCID: ORCID
Miao Miao Zhu
3
Lingjuan Huang
4
Feng Jin
5
ORCID: ORCID
Jun Liu
6
Zheng Wu
7
Chao Yang Ma
2

  1. University of Science and Technology Beijing, Beijing Zhongse Xinda Technology Development Co., Ltd, Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, China
  2. BGRIMM Technology Group, China
  3. China Rongtong Security International Group Co., Ltd., China
  4. Teacher’s College of Beijing Union University, Ling Juan Huang, China
  5. Beijing Modern Research Institute of Recycle Economy, Hangzhou Institute of Technology of Xidian University, China
  6. China Nonferrous Metals Industry Technology Development Company, China
  7. Zhongse Asset Management Co., Ltd., China

Abstrakt

Analiza procesu hydrotermalnej karbonizacji wykazała, że technologia ta skutecznie przekształca uwodnioną biomasę w wysokiej jakości uwodnione peletki biowęglowe, wykorzystywane jako biopaliwa. Jedną z kluczowych zalet hydrotermalnej karbonizacji (HTC) jest jej zdolność do zwiększenia efektywności recyklingu bioodpadów, co prowadzi do wzrostu produktywności w gospodarce odpadami. Zmniejsza ona również zależność od paliw kopalnych, zapewniając zrównoważone, alternatywne źródło energii, jednocześnie obniżając emisję gazów cieplarnianych związaną z konwencjonalną utylizacją odpadów. Proces ten jest wysoce wydajny, przekształcając znaczną część węgla z bioodpadów w biowęgiel. Hydrotermalna karbonizacja to proces egzotermiczny o niskim zużyciu energii. Wytworzony hydrowęgiel może być wykorzystany jako dodatek do gleby, wzbogacając ją i wiążąc dwutlenek węgla. Inwestowanie w innowacyjne technologie, takie jak HTC, wzmacnia strategie zrównoważonego gospodarowania odpadami, wspierając koncepcję gospodarki o obiegu zamkniętym. Dzięki zwiększonemu wykorzystaniu hydrotermalnej karbonizacji można zmniejszyć ilość nieprzetworzonych bioodpadów, jednocześnie produkując materiały przyjazne środowisku. Rozwój tej technologii niesie ze sobą ogromny potencjał w zakresie przekształcania odpadów organicznych w cenne zasoby, oferując zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnego składowania. Analiza wykazała, że w Polsce metodą HTC możliwe jest przetworzenie około 50 milionów ton biomasy rocznie, a tym samym wyprodukowanie około 16,5 miliona ton biopelletu węglowego.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Zygmunt Kowalski
1
Agnieszka Nowaczek
1
ORCID: ORCID
Agnieszka Makara
2
ORCID: ORCID
Joanna Kulczycka
3
ORCID: ORCID

  1. Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland
  2. Cracow University of Technology, Poland
  3. AGH University of Krakow, Poland

Abstrakt

Dziedzictwo górnictwa węgla kamiennego obejmuje zarówno materialne, jak i niematerialne dziedzictwo działalności górniczej. Obiekty dziedzictwa przemysłowego są ważne w wielu wymiarach: technicznym, historycznym, architektonicznym, naukowym i kulturowym. Tereny pogórnicze przypominają o postępie przemysłowym i przemianach społeczno-gospodarczych, które ukształtowały regiony w całej Europie. Stanowią one podstawę lokalnej tożsamości i są ważne dla przemian gospodarczych. Z drugiej strony organy ochrony zabytków nie zawsze są w stanie utrzymać wszystkie takie obiekty, a proces podejmowania decyzji za ochroną danego obiektu albo przeciw niej opiera się nie tylko na kryteriach ekonomicznych. Utrzymanie obiektów dziedzictwa przemysłowego jest wieloaspektowym wyzwaniem, które wymaga indywidualnego podejścia, uwzględniającego specyficzny kontekst każdego obiektu. Zarządzanie zasobami górniczymi jako dziedzictwem kulturowym jest wieloaspektowym wyzwaniem wymagającym kompleksowych strategii. Strategie te muszą uwzględniać aspekty techniczne, społeczne, gospodarcze i środowiskowe, a jednocześnie wspierać współpracę między różnymi interesariuszami, w tym społecznościami lokalnymi, instytucjami kulturalnymi, władzami lokalnymi i ekspertami w pokrewnych dziedzinach. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań ankietowych przeprowadzonych przez Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy (GIG-PIB) w ramach projektu „Dziedzictwo węglowe: konserwacja i promocja dziedzictwa górnictwa węglowego jako dziedzictwa kulturowego UE”, finansowanego ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali. Dyskusja integruje kluczowe spostrzeżenia ekspertów, dając kompleksowe i spójne spojrzenie na wyzwania związane z zarządzaniem dziedzictwem górniczym.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Sylwia Jarosławska-Sobór
1
ORCID: ORCID
Robert Hildebrandt
1
ORCID: ORCID

  1. Central Mining Institute, Katowice, Poland

Abstrakt

Źródła są ważne dla ekosystemów, ponieważ są naturalnie występującymi wypływami wód podziemnych na powierzchnię. Jakość wody źródlanej jest często pomijana na obszarach, gdzie głównym źródłem zaopatrzenia w wodę jest na przykład woda gruntowa. Tymczasem źródła zlokalizowane w przestrzeniach miejskich lub obszarach turystycznych są wykorzystywane jako woda pitna bez świadomości ich stanu chemicznego lub składu bakteriologicznego. Taka sytuacja nie dotyczy jedynie Polski, lecz także innych krajów europejskich. Przykładem formacji, które są bardzo podatne na zanieczyszczenia, są systemy krasowe. Większość badanych parametrów jest w normie, zgodnie z wynikami analiz fizykochemicznych. Badane wody miały stosunkowo wysokie poziomy azotanów, ale nie przekraczały one dopuszczalnych limitów dla wody pitnej. Testy przeprowadzone w trzech seriach pomiarowych przy źródle w Leśniowie (południowa Polska) wskazują na epizodyczne zanieczyszczenie rtęcią i stałą obecność bakterii coli. Potwierdziły to wartości indeksu Nemerowa (NPI), które wahały się od około 3 do 35, podczas gdy liczba bakterii coli mieściła się w zakresie 7–35 jtk/100 ml. Obliczono również wartości wskaźnika jakości wody. W dwóch seriach mieściły się one w zakresie 50–100, co sugeruje dobrą jakość, a w trzeciej serii przekraczały 100, co wskazuje na słabą jakość wody. Spożywanie zanieczyszczonej wody może mieć szkodliwy wpływ na zdrowie. W związku z tym niezwykle ważne jest regularne monitorowanie skażenia wody, lokalizowanie źródeł zanieczyszczeń i zmniejszanie prawdopodobieństwa migracji zanieczyszczeń.
Przejdź do artykułu

Autorzy i Afiliacje

Dominika Dąbrowska
1
ORCID: ORCID
Marek Ruman
1
ORCID: ORCID
Wojciech Rykała
1
ORCID: ORCID

  1. University of Silesia, Katowice, Poland

Dodatkowe informacje

The subject matter of the articles published in Mineral Resources Management covers issues related to minerals and raw materials, as well as mineral deposits, with particular emphasis on:

  • The scientific basis for mineral resources management,
  • The strategy and methodology of prospecting and exploration of mineral deposits,
  • Methods of rational management and use of deposits,
  • The rational exploitation of deposits and the reduction in the loss of raw materials,
  • Mineral resources management in processing technologies,
  • Environmental protection in the mining industry,
  • Optimization of mineral deposits and mineral resources management,
  • The rational use of mineral resources,
  • The economics of mineral resources,
  • The raw materials market,
  • Raw materials policy,
  • The use of accompanying minerals,
  • The use of secondary raw materials and waste,
  • Raw material recycling,
  • The management of waste from the mining industry.

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji