Prognozowanie zagrożeń toksycznymi produktami spalania w pożarach taśm przenośnikowych w wyrobiskach górniczych

• Autorzy: Wachowicz J. , Iwaszenko S. , Wypior K. , Janoszek T.

Warianty tytułu

EN

Forecasting of toxic combustion products hazard in fires of conveyor belts in mine galleries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wybraną metodę prognozowania narażenia pracowników kopalni na toksyczne produkty spalania (TPS). Podstawą wykonania prognozy jest zastosowanie narzędzi informatycznych w postaci modelu numerycznego wykorzystującego numeryczną mechanikę płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics). Scharakteryzowano również metody badania produktów gazowych powstających podczas rozkładu termicznego (termooksydacji) próbek taśm przenośnikowych. Otrzymane wyniki oraz ich analiza pozwoli na opracowanie metody prognozowania narażenia na emisję toksycznych produktów termooksydacji. Zaproponowano sposób rozwiązania problemu składający się z utworzenia modelu numerycznego geometrii wyrobiska (model przestrzenny). Numeryczny model geometrii układu wyrobisk kopalni objętych analizą stanowi w istocie przedstawienie przestrzeni objętej wyrobiskami w dyskretnej, numerycznej postaci. Stanowi podstawową informację wejściową do modelu numerycznego CFD (zwanego w opracowaniu modelem numerycznym) opracowanego jako narzędzie obliczeniowe wspomagające wykonanie prognozy. Do modelu tego potrzebne są wyznaczane w oparciu o obowiązujące metody badania palności parametry opisujące rozkład materiału taśmy. Wyznaczone w oparciu o opracowany model numeryczny CFD zmienne w czasie pola stężeń toksycznych produktów spalania będzie stanowić podstawę do oceny narażenia pracownika. Opracowane narzędzia składają się na kompletny model numeryczny służący do prognozowania narażenia na toksyczne produkty spalania, a przedstawiony opis postępowania stanowi trzon metodyki wyznaczania narażenia na toksyczne produkty spalania w podziemiach kopalń.

EN

This paper presents a method of forecasting the exposure of miners to toxic products of combustion (POC). The forecast is of gaseous products released during thermo oxidation of samples of the conveyor belts were characterized. The analysis of the results may allow to develop a method of forecasting the exposure to toxic products of combustion. A solution to the problem on the basis of a numerical model of the excavation was proposed. Numerical model of the geometry of mine workings is a representation of the space covered by the excavations in a discrete, numerical form. It is a basic input information for the CFD numerical model developed as a tool to support the execution of computational forecasts. Parameters determined on the basis of the existing test methods describing thermal decomposition of conveyor belts are necessary. The time-varying fields of toxic concentrations of POC determined on the basis of the solution of numerical model will be essential for the assessment of the workers’ exposure. The developed tools are components of the complete numerical model which is applied to predict the exposure of workers to toxic POC while the presented procedure is the core of this methodology and allows to determine the exposure to toxic products of combustion in underground coal mines.

Słowa kluczowe

PL

taśma przenośnikowa; toksyczne produkty spalania; modelowanie

EN

conveyor belt; toxic products of combustion; modelling

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 69, nr 6
• Strony: 51--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wachowicz J.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Iwaszenko S.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Terenów Poprzemysłowych i Gospodarki Odpadami

autor

Wypior K.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Inżynierii Materiałowej, Katowice

autor

Janoszek T.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Terenów Poprzemysłowych i Gospodarki Odpadami

Bibliografia

• 1. Bielewicz T., Prus B., Honysz J.: Górnictwo część II. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1994.
• 2. Hardygóra M., Wachowicz J., Czaplicka-Kolarz K., Markusik S.: Taśmy przenośnikowe. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999.
• 3. Huggett C.: Estimation of Rate of Heat Release by Means of Oxygen Consumption Measurments. Fire and Materials 4, 2, 1980, 61÷65.
• 4. Jaworski Z.: Numeryczna mechanika płynów w inżynierii procesowej i chemicznej. EXIT, Warszawa 2005.
• 5. Koczwara J.: Problemy bezpiecznej eksploatacji przenośników taśmowych. Cuprum nr 3 (56), s. 59-70, 2010.
• 6. Kozłowski R.: Opracowanie metody badań i kryteriów oceny palności taśm przenośnikowych z wykorzystaniem kalorymetru stożkowego. Raport końcowy z projektu badawczego własnego GIG, KBN: 7 T08E 033 11, 1998.
• 7. Lowndes I.S., Silvester S.A., Giddins D., Pickering S., Hassan A., Lester E.: The computational modelling of flame spread along a conveyor belt. Fire Safety Journal 42 (2007) 51÷67.
• 8. Maciejasz Z., Kruk F.: Pożary podziemne w kopalniach. Część 1. Wyd. Śląsk, Katowice, 1977.
• 9. Madeja-Strumińska B., Tyrpak D.: Ocena zagrożenia pożarowego od urządzeń elektrycznych w oparciu o badania termograficzne w kopalniach LGOM-u. Prace naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, nr 106, 2004.
• 10. Mróz J., Małachowski M., Broja A.: Czujnik do wykrywania źródeł pożarów przenośników taśmowych. Cuprum nr 3(56) 2010.
• 11. Norma Międzynarodowa ISO 5660, Badania ogniowe – Reakcja na ogień, Arkusz 1: Wydzielanie ciepła (metoda kalorymetru stożkowego).
• 12. Pawiński J., Roszkowski J., Strzemiński J.: Przewietrzanie kopalń. ŚWT, Katowice 1995.
• 13. Sawicki T.: Pożary egzogeniczne w kopalniach rud miedzi. Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie nr 7 (179), 2009 s. 33÷36
• 14. Stan bezpieczeństwa i higieny pracy w górnictwie w 2010 roku. WUG, Katowice 2011.
• 15. Stan bezpieczeństwa i higieny pracy w górnictwie w 2002 roku. WUG, Katowice 2003.
• 16. Ogólna analiza. Pożary – 1999. Ratownictwo Górnicze, kwartalnik CSRG w Bytomiu nr 2 (18), 2000.
• 17. Szczygielska M., Mróz J., Trenczek S.: Badania parametrów charakterystycznych dla źródła powstającego pożaru przenośnika taśmowego. Cuprum nr 3 (56), 2010.
• 18. Tajduś A., Cała M.: Określenia parametrów obudowy wyrobisk korytarzowych w oparciu o obliczenia numeryczne. Geotechnika w górnictwie i budownictwie specjalnym, AGH Kraków 1999.
• 19. Trenczek S., Mróz J., Babecki D.: Monitorowanie poziomu zagrożenia pożarem przenośników taśmowych w kopalniach. Górnictwo odkrywkowe, s. 54÷59.
• 20. Wachowicz J.: Zagrożenia pożarowe w kopalniach powodowane stosowaniem materiałów organicznych. GIG, Katowice 2010.
• 21. Wachowicz J., Janoszek T.: Prognozowanie emisji toksycznych produktów spalania z pożaru taśmy przenośnikowej. Cuprum nr 3 (56) 2010, s. 109÷120.
• 22. Wachowicz J., Wypior K.: Samonagrzewanie produktów ścierania okładek gumowych taśm przenośnikowych. Prace naukowe GIG Górnictwo i środowisko nr 4, 2003.
• 23. Wyższy Urząd Górniczy, Departament Prawny. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Dz. U. Nr 139, poz. 1169, z 2006 r. Nr 124, poz. 863 oraz z 2010 r. Nr 126, poz. 855)