Ocena stanu atmosfery w rejonie ściany i jej zrobach na podstawie badań modelowych i danych z systemu monitoringu w kopalni

• Autorzy: Dziurzyński W. , Wasilewski S.

Warianty tytułu

EN

Assessment of the status of air in the vicinity of a longwall and its goaf area on the basis of a model research and the data from the monitoring system in a coal mine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zapalenia i wybuchy metanu, które miały miejsce w ostatnich latach w polskich kopalniach węgla kamiennego, wielokrotnie miały swoje źródło w zrobach ścian zawałowych. Powszechnie uznaje się, że przestrzeń zrobów jest w praktyce słabo rozpoznawana pod względem rozkładu koncentracji gazów i zjawisk zachodzących w tych przestrzeniach, a często nawet niekontrolowana. Zjawiska w zrobach i wyrobiskach otamowanych często przebiegają bez wyraźnych oznak oraz zmian składu powietrza obiegowego w wyrobiskach przyległych, co znacznie utrudnia ich rozpoznawanie i kontrolę. W analizach zapaleń i wybuchów metanu, szczególnie w zrobach ścian zawałowych oraz przestrzeniach zamkniętych, coraz częściej pomocne stają się metody symulacji komputerowych, które umożliwiają rozpatrywanie wentylacji rejonów eksploatacji systemem ścianowym z uwzględnieniem przepływu mieszaniny powietrza i gazów w zrobach. Efektywność symulacji i wiarygodność obliczeń są możliwe pod warunkiem weryfikacji i walidacji modeli z wykorzystaniem danych in situ, uzyskanych z systemów gazometrii automatycznej oraz w czasie eksperymentów. W artykule na wybranych przykładach przedstawiono narzędzie badawcze przygotowane do badań w projekcie strategicznym pt. „Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach”, realizowanym w IMG-PAN w Krakowie, które łączy metody numeryczne modelowania stanu atmosfery w rejonie ściany i jej zrobach z danymi rejestrowanymi w systemie gazometrii.

EN

Assessment of the status of air in the vicinity of a longwall and its goaf area on the basis of a model research and the data from the monitoring system in a coal mine Methane ignitions and explosions that have occurred in recent years in Polish hard coal mines often had their source in goaf areas of longwalls mined with cave-in. It is widely recognized that the space of goaf areas is, in practice, poorly recognized in terms of distribution of gases concentrations and the phenomena occurring in these areas, and often this space is even out of control. The phenomena in the goaf areas and sealed off ones are often occurring without obvious symptoms and changes in the composition of the air circulating in the adjacent mine workings, what significantly hinders their detection and control. Computer simulation methods are becoming increasingly useful in the analysis of methane ignitions and explosions, especially in goaf and confined areas that allow the consideration of ventilation of the areas mined by a longwall system with taking the account of flow of air and gases mixture in the gobs. The effectiveness of the simulation and reliability of calculations is possible under the condition of the verification and validation of models using in-situ data obtained from automatic gasometry systems and during the experiments. The paper presents on selected examples the research tools that had been prepared for studies within the strategic project titled "Improvement of work safety in mines", conducted by Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences /SMRSPAS/ , which combines numerical methods of the status of mine air modeling in the vicinity of a longwall and its goaf area with the data recorded in the gasometry system.

Słowa kluczowe

PL

zapylenia; gazometria; zroby górnicze; stan atmosfery

EN

dust; gas measuring; abandoned workings; state of atmosphere

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Górnictwo i Geologia
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 7, z. 4
• Strony: 15--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Dziurzyński W.

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Wasilewski S.

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków

Bibliografia

• 1. Dziurzyński W., Kruczkowski J.: Validation of the mathematical model used in the VENTGRAPH programme on the example of the introduction of new headings to the ventilation network of mine. Archives of Mining Sciences, Vol. 52, Issue 3, 2007.
• 2. Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S.: Walidacja programu VentZroby z wykorzystaniem wyników eksperymentu „in situ” i z zastosowaniem nowych algorytmów przygotowania danych wejściowych. Prace IMG PAN, tom 10, nr 1-4, 2008.
• 3. Dziurzyński W., Wasilewski S.: Monitoring of the air parameters and computer simulation to support fighting with fire hazards in longwall cavings. Proceedings of the 9th International Ventilation Congress, New Dehli, India 2009, pp. 927-940.
• 4. Dziurzyński W.: Badania modelowania przepływu mieszania powietrza i gazów w rejonie ściany w aspekcie walidacji wyników komputerowej symulacji. Przegląd Górniczy, nr 11-12, 2009, s. 61-71.
• 5. Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S.: Walidacja procedur programu VentZroby z wykorzystaniem systemu monitoringu stanu atmosfery kopalni. Prace IMG PAN, tom 11, nr 1-4, 2009, s. 79-112.
• 6. Dziurzyński W., Wasilewski S.: Modelowanie numeryczne obszaru zrobów ściany wydobywczej w aspekcie pomiarów „in situ”, XXXVI Dni Techniki ROP 2010, XXVII Seminarium Pożary Podziemne – Teoria i Praktyka, s. 33-50.
• 7. Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S.: Digital simulation of the gas dynamic phenomena caused by bounce, experiment and validation. Archives Mining Sciences, Vol. 55, Issue 3, 2010 s. 403-425.
• 8. Dziurzyński W., Wasilewski S., Krach A., Pałka T.: Prognoza stanu atmosfery w rejonie ściany i jej zrobach na podstawie danych z systemu monitoringu kopalni. Przegląd Górniczy, nr 7-8, 2011, s. 265-271.
• 9. Krawczyk J., Wasilewski S.: Migration of Methane into Longwall and tailgate crossing. Mine Ventilation, Ninth International Mine Ventilation Congress, India 2009, pp. 483-494.
• 10. Łukowicz K., Szlązak N., Wasilewski S.: Analiza zagrożenia metanowego i zabezpieczeń gazometrycznych w rejonie ściany 5 /409 na poziomie 1050 m w K.H.W. SA, KWK „Wujek”, „Ruch Śląsk” w Rudzie Śląskiej. Prace Komisji dla zbadania przyczyn i okoliczności zapalenia i wybuchu metanu oraz wypadku zbiorowego w dniu 18 września 2009 roku, Wyższy Urząd Górniczy w Katowicach, 2010.
• 11. Szlązak J.: Przepływ powietrza przez strefę zawału w świetle badań teoretycznych i eksperymentalnych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2000.
• 12. Szlązak N., Szlązak J.: Filtracja powietrza przez zroby ścian zawałowych w kopalniach węgla kamiennego, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2005.
• 13. Szlązak J.: Metody obliczania rozpływu powietrza i rozkładu stężenia metanu w zrobach ścian zawałowych. Przykłady wykorzystania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
• 14. Wasilewski S.: Stany nieustalone parametrów powietrza wywołane katastrofami oraz zaburzeniami w sieci wentylacyjnej kopalni. Rozprawy i Monografie, Wydawnictwo EMAG, nr 2, 2005, s. 5-258.
• 15. Wasilewski S.: Badania zmian ciśnienia barometrycznego w kopalniach głębinowych. Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie, nr 4, 2009.
• 16. Wasilewski S., Cimr A., Wach M.: Ocena zagrożenia pożarowego w zrobach przestrzeniach otamowanych za pomocą czujników gazometrii automatycznej. XXXVI Dni Techniki ROP 2010, XXVII Seminarium Pożary Podziemne – Teoria i Praktyka, 2010, s. 145-161.