Transient states of air parameters after a stoppage and re-start of the main fan

• Autorzy: Wasilewski S.

Warianty tytułu

PL

Stany przejściowe parametrów powietrza po postoju i załączeniu wentylatora głównego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A stoppage of the main ventilation fan constitutes a disturbance of ventilation conditions of a deepmine and its effects can cause serious hazards by generating transient states of air and gas flow. Main ventilation fans are the basic deep-mine facilities; therefore, under mining regulations it is only allowed to stop them with the consent and under the conditions specified by the mine maintenance manager. The stoppage of the main ventilation fan may be accompanied by transient air parameters, including the air pressure and flow patterns. There is even the likelihood of reversing the direction of air flow, which, in case of methane mines, can pose a major hazard, particularly in sections of the mine with fire fields or large goaf areas. At the same time, stoppages of deep-mine main ventilation fans create interesting research conditions, which if conducted under the supervision of the monitoring systems, can provide much information about the transient processes of pressure, air and gas flow in underground workings. This article is a discussion of air parameter observations in mine workings made as part of such experiments. It also presents the procedure of the experiments, conducted in three mines. They involved the observation of transient processes of mine air parameters, and most interestingly, the recording of pressure and air and gas flow in the workings of the mine ventilation networks by mine monitoring systems and using specialist recording instruments. In mining practice, both in Poland and elsewhere, software tools and computer modelling methods are used to try and reproduce the conditions prior to and during disasters based on the existing network model and monitoring system data. The use of these tools to simulate the alternatives of combating and liquidation of the gas-fire hazard after its occurrence is an important issue. Measurement data collected during the experiments provides interesting research material for the verification and validation of the software tools used for the simulation of processes occurring in deep-mine ventilation systems.

PL

Wyłączenia wentylatora głównego stanowią zburzenie warunków przewietrzania kopalni głębinowych, a jego skutki mogą powodować poważne zagrożenie generując stany nieustalone przepływu powietrza i gazów. Wentylatory głównego przewietrzania stanowią podstawowe obiekty podziemnych zakładów górniczych stąd w przepisach górniczych zatrzymanie wentylatora głównego może nastąpić jedynie za zgodą i na warunkach określonych przez kierownika ruchu zakładu górniczego. Wyłączeniu wentylatora głównego mogę towarzyszyć stany nieustalone parametrów powietrza, w tym rozkładu ciśnień i rozpływu powietrza, a nawet możliwość odwrócenia kierunków przepływu powietrza co w przypadku kopalń metanowych może stanowić poważne zagrożenie szczególnie w rejonach kopalni, w których występują pola pożarowe czy rozległe przestrzenie zrobów. Równocześnie zatrzymanie wentylatora głównego w kopalniach głębinowych stanowią interesujące eksperymenty badawcze, a prowadzone pod kontrolą systemów monitoringu dostarczają dużo danych o procesach przejściowych ciśnienia, przepływu powietrza i gazów w wyrobiskach podziemnych. W artykule przedstawiono obserwacje parametrów powietrza w wyrobiskach kopalni w czasie eksperymentów zatrzymania wentylatora głównego. Omówiono sposób przeprowadzenia eksperymentów w trzech kopalniach, w czasie których obserwowano procesy przejściowe parametrów powietrza, a w szczególności rejestrowano ciśnienia i przepływy powietrza oraz gazów w wyrobiskach sieci wentylacyjnej kopalni w kopalnianych systemach gazometrii oraz za pomocą specjalistycznej aparatury. W praktyce górniczej zarówno w kraju jak i za granicą coraz częściej wykorzystuje się narzędzia programowe i metody symulacji komputerowej do próby odtworzenia warunków przed i w czasie katastrof w oparciu o aktualny model sieci oraz dane z systemów monitoringu. Ważnym zagadnieniem jest również wykorzystanie tych narzędzi do symulacji wariantów zwalczania i likwidacji powstałego zagrożenia metanowo-pożarowego po zdarzeniu. Zebrane w czasie eksperymentów dane pomiarowe stanowią interesujący materiał badawczy do weryfikacji i walidacji narzędzi programowych wykorzystywanych do symulacji procesów w systemach wentylacji kopalń głębinowych.

Słowa kluczowe

EN

mining aerology; coal mine ventilation; transient ventilation conditions in deep-mines; recording air parameters in a monitoring system

PL

aerologia górnicza; wentylacja kopalń węgla kamiennego; stany nieustalone przewietrzania kopalń głębinowych; rejestracje parametrów powietrza w systemie gazometrii

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, no. 3
• Strony: 579--599
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wasilewski S.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Bystroń H., 1961. Ilościowe przedstawienie pompowania wentylatora głównego w kopalni. Przegląd Górniczy, Vol. 11.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S., 2010. Digital simulation of the gas dynamic phenomena caused bybounce, experiment and validation, Arch. Min. Sci., Vol. 55, No 3, p. 403-425.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S., 2011a. Prognoza stanu atmosfery w rejonie ściany i jej zrobach na podstawie danych z systemu monitoringu kopalni, Przegląd Górniczy, Vol. 7-8.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski St., 2011b. Opracowanie narzędzi programowych dla celów odtworzenia zaistniałych zdarzeń i katastrof oraz ich weryfikacja na podstawie danych „post”. IMG-PAN Report. Unpublished.
• Krawczyk J., 1994. Examples of the application of models with lumped constants for simulation of unsteady air flow In the system: air way-fan. Arch. Min. Sci., Vol. 39, No 3, p. 431-439.
• Kruszyński M., Trutwin W., 1972. Stabilność przepływu powietrza w kopalnianych sieciach wentylacyjnych. Zeszyty Problemowe Górnictwa PAN, Vol. 10 (2).
• Litwiniszyn J., 1997. O stabilności pracy wentylatorów. Materiały Konferencji Szkoły Eksploatacji Podziemnej ‘97, Szczyrk.
• Niezgoda F., 2000. Wpływ rozkładu ciśnienia na stężenie gazów w sieci wentylacyjnej kopalni w warunkach okresowego zatrzymania wentylatora głównego przewietrzania, doctoral dissertation, Faculty of Mining, AGH University of Science and Technology, Cracow.
• Raport Komisji powołanej przez Prezesa WUG dla zbadania przyczyn i okoliczności zapalenia i wybuchu metanu oraz wypadku zbiorowego w dniu 18 września 2009 roku, Wyższy Urząd Górniczy w Katowicach, (2010).
• Trutwin W., 1968. Modelowanie stanów nieustalonych w sieciach wentylacyjnych za pomocą urządzeń analogowych. Zeszyty Naukowe AGH. Górnictwo, Vol. 19, Cracow.
• Trutwin W., 1972. Symulacja cyfrowa stanów nieustalonych procesu przewietrzania i regulacji kopalnianych sieci wentylacyjnych. Zeszyty Problemowe Górnictwa PAN, Tom 10, Vol. 2.
• Trutwin W., Wasilewski S., 1994. Digital filters in ventilation monitoring and control systems, Arch. Min. Sci., Vol. 39, No 2. p. 133-144.
• Trutwin W., Wasilewski S., Sielski J., 1997. Obserwacje niestabilnej pracy układu wentylator-sieć w KWK Siemianowice Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej AEROLOGIA’97 Kraków. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa No. 11/327, pp. 18-24.
• Wasilewski S. 1984. Analiza niektórych parametrów sieci wentylacyjnej kopalni. A doctoral dissertation, Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Cracow,
• Wasilewski S., 1996. Nowe możliwości pomiarów i rejestracji parametrów w sieci wentylacyjnej kopalni. Materiały konferencji: Wybieranie złóż na dużych głębokościach oraz w trudnych warunkach geotermicznych. Świeradów Zdrój.
• Wasilewski S., Stradowski A., 2002. Wpływ zmiany funkcji szybu „Jan” na parametry przewietrzania w ZG „Bytom III”. Materiały Konferencyjne 2 Szkoły Aerologii Górniczej. October, Zakopane
• Wasilewski S., 2005. Stany nieustalone parametrów powietrza wywołane katastrofami oraz zaburzeniami w sieci wentylacyjnej kopalni. Rozprawy i Monografie EMAG. Katowice.