Nowe rozwiązania urządzeń do pomiaru pól prędkości i rozkładów stężenia metanu oraz wyniki badań porównawczych

• Autorzy: Janus J. , Krawczyk J. , Kruczkowski J. , Ostrogórski P.

Warianty tytułu

EN

New solutions used in devices for measurement of velocity fields and methane concentration distribution and results of comparative tests

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powietrze przepływające przez wyrobisko kopalni jest mieszaniną gazową. Często istotna jest znajomość składu tej mieszaniny i objętościowe udziały poszczególnych składników. W kopalniach w których występuje metan, jego objętościowy udział w strudze powietrza odpowiada za bezpieczeństwo prowadzenia wydobycia. Dotychczasowe badania przy pomocy opracowanego w IMG PAN systemu do pomiaru rozkładów pól prędkości (SWPPP), umożliwiającego także zmierzenie strumienia objętości powietrza, skłoniły autorów do przeanalizowania możliwości skonstruowania przenośnego urządzenia do zmierzenia strumienia objętości metanu. Nowe urządzenie mogłoby wykorzystywać sposób pomiaru strumienia metodą pola prędkości, i w połączeniu z metodą pomiaru średniej wartości stężenia metanu w przekroju wyrobiska umożliwiać bezpośrednie wyznaczanie strumienia objętości metanu. W opracowaniu przedstawiono wstępną koncepcję takiego rozwiązania wraz z wynikami analiz pomiarów prędkości lokalnych przy pomocy nowo skonstruowanego czujnika i porównaniu ich z wynikami pomiarów strumienia objętości wykonanych przy pomocy systemu SWPPP. Prowadzone badania mają na celu opracowanie efektywnych metod pomiaru strumienia objętości w rejonie ściany oraz modelu rozkładu koncentracji metanu w przekroju wyrobiska i na tej podstawie stworzenie algorytmów programowych dla pomiaru metanowości bezwzględnej wentylacyjnej w wyrobisku kopalni.

EN

Air flowing in the galleries is a mixture of gases. Of particular importance is the actual composition of this gas and volumetric proportions of its major components. In collieries where methane is present, its volumetric proportion in the stream of air determines the safety of mining operations. Results of measurements taken so far with the use of SWPPP (velocity fi eld distribution measurements) system, developed at the Strata Mechanics Research Institute and designed to measure velocity field distributions and volumetric flow rates of air, have prompted the authors investigate the feasibility of fabricating a portable device for measuring the volumetric flow rate of methane. This new device would utilise the principle of velocity field measurements combined with the method of measuring the average methane concentration in the gallery cross-section, thus allowing the volumetric flow rate of methane to be determined directly. This paper provides a conceptual design of this solution and results of local velocity measurements taken with a newly designed sensor. The results are compared with measurement data obtained with the use of the SWPPP system. The aim of the research work is to develop effective methods of volumetric flow rate measurements in the longwall zones and models of methane concentrations in the gallery cross-section. On that basis algorithms would be developed to support methane capacity measurements in galleries for mine for ventilation purposes.

Słowa kluczowe

PL

pole prędkości; anemometr skrzydełkowy; metanoanemometr; wielopunktowy pomiar pola; prędkość powietrza; stężenie metanu

EN

velocity field; vane anemometer; methane-anemometer; multi-point airflow velocity field measurement; methane concentration

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 14, no. 1-4
• Strony: 149--163
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Janus J.

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

autor

Krawczyk J.

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

autor

Kruczkowski J.

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

autor

Ostrogórski P.

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

Bibliografia

• 1. Janus J., Krawczyk J., Kruczkowski J., 2010: Pomiary strumienia objętości przepływu w aspekcie dynamiki anemometrycznych czujników pomiarowych, Prace Instytutu Mechaniki Górotworów PAN, Tom 12, nr 1-4. Kraków.
• 2. Janus J., Krawczyk J., Kruczkowski J., 2011: Porównanie symulacji numerycznych z wynikami pomiarów rozkładów pól prędkości w przekrojach chodników kopalnianych, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu, Kraków 2011 vol. 14, Nr 1-4.
• 3. Krach A., Krawczyk J., Kruczkowski J., Pałka T., 2006: Zmienność pola prędkości i strumienia objętości powietrza w wyrobiskach kopalnianych kopalń głębinowych, Arch. Min. Sci., Monografi a, Nr 1.
• 4. Krause E., 2009: Ocena i zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego, Prace Naukowe GIG, Katowice.