Kształtowanie się potencjalnego zagrożenia gazowego amoniakiem w ścianie przy stosowaniu technologii opartych na mieszaninach popiołowo-wodnych

• Autorzy: Krause E. , Wierzbiński K.

Warianty tytułu

EN

Potential ammonia gas hazard in the wall due to the application of technologies based on ash-water mixtures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie popiołów energetycznych z denitryfikacji spalin metodami selektywnej redukcji NOx w technologiach wykorzystujących mieszaniny popiołowo-wodne pod ziemią powoduje uwalnianie się amoniaku w postaci gazowej do powietrza kopalnianego. W artykule zauważono, że w określonych warunkach wentylacyjnych, stosowanie technologii wykorzystujących mieszaniny popiołowo-wodne może implikować w kopalniach węgla nowy rodzaj potencjalnego zagrożenia o charakterze antropogenicznym, tj. zagrożenia gazowego amoniakiem. Wskazano na konieczność prowadzenia badań nad tym zagrożeniem w warunkach in-situ, głównie w miejscu stosowania technologii oraz w wyrobiskach wentylacyjnie związanych z miejscem aplikacji mieszanin popiołowo-wodnych. Z uwagi, że aktualnie w warunkach rzeczywistych na szeroką skalę badania takie nie są prowadzone, w pracy przedstawione zostały wstępne wyniki badań modelowych CFD rozkładu stężeń amoniaku w powietrzu wentylacyjnym w ścianie przewietrzanej w układzie U po caliźnie węglowej. Model numeryczny stanowił fragment 3D: zrobów, chodnika nadścianowego (miejsca podawania mieszaniny popiołowo-wodnej) oraz końcowego odcinka ściany. Obliczenia wykonano dla stanu ustalonego, przy założeniu wydatku powietrza w chodniku nadścianowym 1000 m3/min oraz intensywności emisji amoniaku w zrobach 0,06 dm3NH3/min (7,6-10-7 kg/s). Wyniki obliczeń pokazują wzrost stężenia amoniaku w chodniku wentylacyjnym w kierunku zrobów. Przedstawione wstępne wyniki badań numerycznych rozkładu stężenia gazu w środowisku ściany są pierwszymi tego typu badaniami dot. potencjalnego zagrożenia gazowego amoniakiem w kopalniach węgla.

EN

The application of energy ashes from the denitrification of combustion gases by the use of selective reduction methods NOx in technologies applying ash-water mixtures underground, leads to the release of ammonia in the gas state to the mine air. This paper proves that in particular ventilation conditions, the use of technologies which apply ash-water mixtures may imply a new type of possible hazard of anthropogenic nature, such as ammonia gas hazard. The necessity of doing research on this hazard in in-situ conditions was indicated, mainly in the location where the technology may be used and in excavations connected to the ventilation system and with the area of ash-water mixtures delivery. Taking into account that such studies have not been made in real conditions on a large scale so far, this paper presents the preliminary results of model research CFD of distribution of the ammonia concentration in ventilation air in the wall aerated in the U system along the body of coal. The numerical model was a 3D fragment of: goaf, top gate (the area of delivering the ash-water mixture) and the final section of the wall. The calculations were performed for a defined state assuming the airflow in the top gate at 1000m3/min and the intensity of ammonia emissions in goaf at 0,06 dm3NH3/min (7,6-10-7 kg/s). The results prove the rise in concentration of ammonia in the air-heading in the direction of the goaf. The preliminary calculation results of gas concentration distribution in the environment of the wall are first studies which concern the ammonia gas hazard in coal mines.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo; bezpieczeństwo; wentylacja; zagrożenia gazowe; analiza; ocena

EN

mining; safety; ventilation; gas hazard; analysis; assessment

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 71, nr 5
• Strony: 62--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Krause E.

• Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

autor

Wierzbiński K.

• Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

Bibliografia

• 1. Krause E., Drobek L., Borecki T.: Assessment of hazard due to release of gaseous ammonia from the fly ash-water mixture applied in longwall mine gobs. Journal of Sustainable Mining, 13(2). 1-5. doi:10.7424/jsml40201,2014.
• 2. Krause E., Borecki T.: Kształtowanie się zagrożenia amoniakiem w warunkach aplikacji do zrobów ścian mieszanin popiołowo-wodnych. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Szkoleniowa nt. Wybrane zagadnienia wentylacyjne i pożarowe w kopalniach. Jankowice Rudzkie. 24-26 września 2014.
• 3. Drobek L., Borecki T., Bauerek A.: Ocena wydzielania się amoniaku z odpadów paleniskowych po procesie denitryfikacji SNCR. (niepublikowana dokumentacja nr 58247523-331), Główny Instytut Górnictwa Katowice, 2013.
• 4. Cygankiewicz K., Wierzbiński K., Łukowicz K.: Problematyka stosowania mieszanin i spoiw mineralnych w podziemnych zakładach górniczych. In W. Dziurzyński (Ed.), Model bezpiecznej eksploatacji górniczej w warunkach kumulacji i koincydencji zagrożeń wentylacyjnych, metanowych i pożarowych (pp.127-188). Kraków: IMG PAN, 2010.
• 5. ANSYS CFX, Release 10.0: Tutonals ANSYS CFX, Inc. 2005.
• 6. Dz. U. 2014 poz. 817. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 6 czerwca 2014 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.