Numeryczna mechanika płynów (CFD) w ocenie zagrożenia metanowego wyrobisk górniczych

• Autorzy: Tutak M.

Warianty tytułu

EN

The use of CFD for assessment methane hazard

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z powszechnie występujących zagrożeń gazowych w kopalniach węgla kamiennego, jest zagrożenie metanowe. Rejonem najbardziej narażonym na to zagrożenie, przy przewietrzaniu ściany systemem na ‘U” od granic jest skrzyżowanie ściany z chodnikiem wentylacyjnym (tzw. górne naroże ściany). Gromadzenie się metanu w tym miejscu jest wynikiem jego wypływu ze zrobów zawałowych. Dlatego też w celu zmniejszenia stężenia metanu w tym rejonie stosuje się pomocnicze urządzenia wentylacyjne. Mają one za zadanie doprowadzić do tego miejsca taką ilość świeżego powietrza, aby rozrzedzić niebezpieczne stężenie metanu. Proces ten nazywany jest doświeżaniem i ma na celu przewietrzenie górnego naroża ściany. W artykule zaprezentowano wyniki badań numerycznych rozkładu stężenia metanu w zagrożonym obszarze (górne naroże ściany). Badania modelowe przeprowadzono w oparciu o rzeczywiste dane z eksploatowanego pokładu węgla kamiennego.

EN

One of the commonly present gas hazard in hard coal mines methane hazard. The most endangered region by this hazard, during ventilation of longwall in „U from boundaries” system is the crossing with ventilation roadway (so called “upper corner of longwall”). Accumulation of methane in this place results from its release from goaf. Therefore, in order to decrease methane concentration in this region, auxiliary ventilation devices are used. In the paper results of numerical studies of distribution of methane concentration in hazardous zone (upper corner of longwall) are presented. The obtained results clearly show that numerical methods, combined with the results of tests in real conditions can be successfully used for the analysis of variants of processes related to ventilation of underground mining, and also in the analysis of emergency states.

Słowa kluczowe

PL

zagrożenie metanowe; wyrobisko ścianowe; pomocnicze urządzenia wentylacyjne; numeryczna mechanika płynów

EN

methane hazard; longwall; auxiliary ventilation; CFD

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6, iss. 7
• Strony: 255--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Tutak M.

• Politechnika Śląska. Wydział Górnictwa i Geologii. Katedra Zarządzania i Inżynierii Bezpieczeństwa, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Ansys. Theory Guide, 2012.
• 2. M. Branny: „Computer Simulation of Flow of Air and Methane Mixture in the Longwall – Return Crossing Zone.” Arch. Mining Sci., 51, 2006.
• 3. J. Brodny, M. Tutak. „Determination of the zone endangered by methane explosion in goaf with caving of operating longwalls.” 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference. SGEM 2016, 30 June-6 July, 2016. Book 1: Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining. ISBN 978-619-7105-56-8 ISSN 1314-2704. pp 299-306. DOI: 10.5593/SGEM2016/B12/S03.039.
• 4. J. Brodny, M. Tutak. „Numerical simulation as an instrument of supporting assessments methane hazard in coal mine.” Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Organizacja i Zarządzanie, zeszyt 100, 2017, s.45-59.
• 5. J.C. Kurnia, A.P. Sasmito, A.S. Mujumdar. „CFD simulation of methane dispersion and innovative methane management in underground mining faces.” Applied Mathematical Modelling, Nr 38/2014. p. 3467-3484.
• 6. J.C. Kurnia, A.P. Sasmito, A.S. Mujumdar. „Simulation of a novel intermittent ventilation system for underground mines.” Tunnelling and Underground Space Technology, Nr 42/2014, p. 206-215.
• 7. R,I. Moraru, G.B. Babut, L.I. Cioca. „Study of methane flow in caved goafs ajacent to longwall faces in valea jiului coal basin.” 13th SGEM GeoConference on Science and Technologies In Geology, Exploration and Mining, SGEM2013 Conference Proceedings, Vol. 1, 731 - 738 pp. DOI:10.5593/SGEM2013/BA1.V1/S03.067.
• 8. S. Nawrat, Z. Kuczera, S. Napieraj. „Badania modelowe zwalczania zagrożenia metanowego na wylocie ściany przewietrzanej systemem „U”.” 4 Szkoła Aerologii Górniczej. Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG, Katowice 2016. s. 455-466.
• 9. M. Sikora, B. Krzystanek, B. Bojko, K. Śpiechowicz. „Application of a hybrid method of machine learning for description and on-line estimation of methane hazard in mine workings.” J. Min. Sci. 47, 2011.
• 10. K.K. Veersteg, W. Malalasekera. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volumne Method. Pearson Education 2007.
• 11. WUG. Stan bezpieczeństwa i higieny pracy w górnictwie, Katowice, 2005 – 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)