Weryfikacja modelu matematycznego wydzielania metanu w rejonie ściany z uwzględnieniem zmian ciśnienia atmosferycznego

• Autorzy: Dziurzyński W. , Krach A. , Krawczyk J. , Pałka T.

Warianty tytułu

EN

Verification of a mathematical model of methane emission considering variations of atmospheric pressure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model zrobów, umożliwiający modyfikację programu komputerowego VentZroby, opracowanego w IMG PAN i służącego do prognozowania rozpływu powietrza i rozkładu stężenia metanu w kopalnianej sieci wentylacyjnej ze zrobami tak, aby program ten uwzględniał w prognozie wpływ zmian ciśnienia barometrycznego na stężenie metanu w sieci wentylacyjnej kopalni spowodowany zjawiskiem tzw. oddychania zrobów. W rozdziale 3 podano w skrócie opis modelu zastosowanego do wyznaczania przepływu mieszaniny gazów w zrobach w programie VentZroby. W rozdziale 4 przedstawiono podstawowe zależności dla zmodyfikowanego modelu zrobów, uwzględniającego zmiany ciśnienia barometrycznego i ich wpływ na gęstość mieszaniny metanu i powietrza w zrobach, traktowanej jako płyn ściśliwy. Algorytm obliczeń numerycznych dla tego modelu zamieszczono w rozdziale 5, a w rozdziale 6 przedstawiono weryfikację numeryczną tego algorytmu. Weryfikacja przedstawionego algorytmu wymagała opracowania testowego programu komputerowego dla sprawdzenia zbieżności procedury iteracyjnej wyznaczania rozkładu ciśnień w węzłach sieci bocznic modelującej zroby. Wykonana weryfikacja modelu matematycznego zrobów z uwzględnieniem zmian ciśnienia barometrycznego z zastosowaniem programu testowego „ZROBY” wykazała zbieżność procedury iteracyjnej, stosowanej w algorytmie obliczeniowym i potwierdziła celowość prowadzenia dalszych prac nad zastosowaniem tego modelu w programach numerycznego modelowania kopalnianych sieci wentylacyjnych ze zrobami.

EN

Variations of atmospheric pressure contribute to exchange of gases between goaf and a network of intentionally maintained underground workings of a mine. Oxygen forced in may trigger a spontaneous combustion while a pressure fall may drag toxic or explosive gases out of a goaf. Paper presents a mathematical model of those phenomena. This model is an extension of joined description of typical ventilation network and goaf, in which the goaf is represented by a grid of airways of a Darcy’s flow. Subsequent chapters describe the phenomena itself, relevant mathematical and numerical models, algorithm of solving the problem and results of first simulations which indicate correctness of presented approach.

Słowa kluczowe

PL

wentylacja kopalń; stężenie metanu; zroby; ciśnienie barometryczne; sieć wentylacyjna

EN

mine ventilation; methane concentration; goaf; barometric pressure; ventilation network

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 6, no. 3-4
• Strony: 131--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Dziurzyński W.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

autor

Krach A.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

autor

Krawczyk J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

autor

Pałka T.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

Bibliografia

• Dziurzyński W., 1985. Stany nieustalone w kopalnianej sieci wentylacyjnej wywołane pożarem egzogenicznym. Praca doktorska, AGH, Kraków.
• Dziurzyński W., 1998. Prognozowanie procesu przewietrzania kopalni głębinowej w warunkach pożaru podziemnego. Studia, Rozprawy, Monografi e Nr 56, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.
• Dziurzyński W., Tracz J., Trutwin W., 1987. O modelu matematycznym przepływu powietrza i gazów powyrzutowych w kopalnianej sieci wentylacyjnej, Archiwum Górnictwa t. 32, z. 1.
• Dziurzyński W., Tracz J., Trutwin W., 1987. Symulacja numeryczna przepływu powietrza i gazów powyrzutowych w kopalnianej sieci wentylacyjnej, Archiwum Górnictwa t. 32, z. 1.
• Gumuła S., Trutwin W., 1977. Zmiany koncentracji metanu w wyrobiskach kopalnianych zawierających źródła metanu w świetle badań laboratoryjnych, Archiwum Górnictwa t. XXII, z. 1.
• Kajdasz Z., Markefka P., Stefanowicz T., 2002. Zagrożenia aerologiczne wywołane w kopalniach głębinowych zmianami ciśnienia barometrycznego – Sposób eliminowania, Ratownictwo Górnicze nr 2 (26), CSRG Bytom.
• Krach A., 2004. Wpływ zmian ciśnienia barometrycznego na stężenie metanu w prądzie powietrza wypływającym z rejonu ściany z przyległymi zrobami – model matematyczny i algorytm obliczeniowy, Archives of Mining Sciences 49, 1, 43-53.
• Nawrat S., 1999. Eksperymentalne i modelowe badania procesu wypełniania metanem otamowanych wyrobisk w kopalniach węgla kamiennego, Prace naukowe, badawcze, wdrożeniowe EMAG Katowice, nr 1 (11).
• Pawiński J., Roszkowski J., Strzemiński J., 1995. Przewietrzanie kopalń, Śląskie Wydawnictwa Techniczne, Katowice.
• Trutwin W., 1972. Symulacja cyfrowa stanów nieustalonych procesu przewietrzania i regulacji kopalnianej sieci wentylacyjnej, Zeszyty Problemowe Górnictwa t. 10, z. 2.
• Trutwin W., 1973. Wpływ warunków przewietrzania na stężenie metanu w wyrobiskach kopalnianych, Górnictwo t. 11, z. 2.
• Wasilewski S., 1998. Stany nieustalone przepływu powietrza i stężenia metanu w wyrobiskach kopalnianych, Prace naukowo badawcze-wdrożeniowe EMAG Katowice, nr 1/9.