Three-dimensional numerical simulation of the mass exchange between longwall headings and goafs, in the presence of methane drainage in a U-type ventilated longwall

• Autorzy: Skotniczny P.

Warianty tytułu

PL

Symulacja numeryczna 3D procesów wymiany masy w układzie wyrobiska ścianowe zroby, w aspekcie prowadzenia odmetanowania ściany przewietrzanej systemem na „U”

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The phenomena related to the occurrence of methane in underground mines pose a considerable danger in the process of coal seam exploitation. Quite often, experimental analysis falls short of investigating their areas of origin (goafs area, affected rock mass, the tail gate area with abandoned excavation). Therefore, an invaluable tool for evaluating the risk involved in the exploitation process might be the numerical simulation of the phenomenon in question, carried out with the use of the latest CFD methods. Due to its application, we are able to recreate and predict the mechanism of the studied phenomenon, with certain assumptions and simplifications made. The present paper discusses the results of the numerical simulation of the process of mass exchange occurring between affected rock mass and longwall headings. The calculations were performed for two test cases - 100 meter long walls.

PL

Zjawiska związane z występowaniem metanu w kopalniach głębinowych stanowią poważne zagrożenie w procesie eksploatacji złóż węgla. Źródło występowania tych zjawisk dość często znajduje się poza możliwościami eksperymentalnej analizy (obszar zrobów, górotwór naruszony, strefa górnego naroża od strony zlikwidowanych wyrobisk ścianowych). Nieocenionym narzędziem oceny ryzyka eksploatacji w takim przypadku może stać się numeryczna symulacja zjawiska przy użyciu nowoczesnych metod CFD, która z uwzględnieniem pewnych założeń i uproszczeń jest wstanie odtworzyć oraz przewidzieć mechanizm zjawiska. W prezentowanym artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu wymiany masy pomiędzy górotworem naruszonym eksploatacją a wyrobiskami ścianowymi. Obliczenia zostały przeprowadzone dla dwóch przypadków testowych (test case) 100 metrowej długości ścian.

Słowa kluczowe

EN

methane drainage; rock mass affected by mining exploitation; methane concentration in rock mass

PL

odmetanowanie; górotwór naruszony eksploatacją; rozkład stężeń metanu w górotworze

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, no. 3
• Strony: 705--718
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Skotniczny P.

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

Bibliografia

• Dziurzyński W., Krach A., Krawczyk J., Palka T., 2009. Metoda regulacji elementów sieci odmetanowania z wykorzystaniemsymulacji komputerowej Arch. Min. Sci., Vol. 54, No. 2, p. 159-188.
• Fluent User Guide, Ansys Inc. 2011.
• Kozłowski B., 1972. Prognozowanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Katowice, Wyd. Śląsk.
• Kozłowski B., Grębski Z., 1982. Odmetanowanie górotworu w kopalniach. Katowice, Wyd. Śląsk.
• Krause E., Łukowicz K., 2000. Dynamiczna prognoza metanowości bezwzględnej ścian (poradnik techniczny) Wyd. GIG, str. 36.
• Krause E., 2009. Ocena i zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego Prace GIG Studia-Rozprawy- Monografie Nr 878 Katowice 2009.
• Łukowicz K., 2012. Wyznaczenie parametrów modelu numerycznego rejonu ściany w aspekcie prowadzenia odmetanowaniadostosowanych do warunków górniczo-geologicznych, opracowanie dla IMG-PAN, nie opublikowane.
• Młynarczuk M., Wierzbicki M., 2009. Stereological and profilometry methods in detection of structural deformationsin coal samples collected from the rock and outburst zone in the “Zofiówka” Colliery, Arch. Min. Sci., Vol. 54, No. 2, p. 189-201.