Applied research of U-shape ventilation network in underground mine

• Autorzy: Zhang H. , Pera L. S. , Carla V. S. , Zhao Y.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amsc-2014-0027

Warianty tytułu

PL

Badania stosowane w sieci wentylacyjnej w kształcie „U” w kopalni podziemnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For the purpose of fully and systematically observe, research and optimize the U-sharp ventilation system in Vilafruns mine, a simulation model based on the principles of geometric, kinematic and dynamic similarity is established in the simulation laboratory. By simulating a U-shape ventilation network, t he air volume distribution and wind velocity in different sections of the model were measured and compared with practical data obtained in Vilafruns mine. Results show that the lowest wind velocity in the model is higher than 0.42 m/s, thus it is in a turbulent f low state, which satisfies the kinematical and dynamic similarity principles. T he characteristic of air volume distribution and wind velocity in Vilafruns mine are basically simulated by the experimental model through the obtained data and figures, which reflects the establishment of the model is correct and successful, and the experimental data is accurate and reliable. Moreover, this model provides useful references for the selection of mine ventilation types and for the optimization of the existing ventilation network.

PL

W celu prowadzenia pełnej i systematycznej obserwacji, badań oraz optymalizacji sieci wentylacyjnej w kopalni Vilafruns, opracowano model do symulacji laboratoryjnych w oparciu o zasady podobieństwa geometrycznego, kinematycznego oraz dynamicznego. W ramach symulacji działania sieci wentylacyjnej w kształcie litery U, dokonano pomiarów rozkładu objętości powietrza oraz prędkości ruchu powietrza w różnych sekcjach modelu. Dane te porównano następnie z danymi rzeczywistymi uzyskanymi w kopalni Vilafruns. Wyniki pokazują, że najniższa prędkość przepływu powietrza w modelu przewyższa 0.42 m/s, mamy więc do czynienia z przepływem turbulentnym, w ten sposób spełnione są warunki podobieństwa kinematycznego i dynamicznego. Charakterystyka rozkładu objętości powietrza i prędkości przepływu w kopalni Vilafruns zasadniczo otrzymana została na podstawie modelu eksperymentalnego z wykorzystaniem uzyskanych wyników. Oznacza to, że zasadniczo model jest poprawny i skuteczny a dane eksperymentalne są dokładne i wiarygodne. Ponadto, model dostarcza nam cennych danych wyjściowych niezbędnych przy wyborze systemu wentylacji, a także przy optymalizacji istniejącej sieci wentylacyjnej.

Słowa kluczowe

EN

simulation experiment; mine ventilation; wind velocity; dynamic similarity

PL

eksperyment symulacyjny; wentylacja kopalni; prędkość przepływu; podobieństwo dynamiczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, no. 2
• Strony: 381--394
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zhang H.

• Department of Mining Engineering and Natural Resources, Universitat Politčcnica De Catalunya, Av. Bases De Manresa, 61-73, Manresa 08242, Barcelona, Spain

autor

Pera L. S.

• Department of Mining Engineering and Natural Resources, Universitat Politčcnica De Catalunya, Av. Bases De Manresa, 61-73, Manresa 08242, Barcelona, Spain

autor

Carla V. S.

• Department of Mining Engineering and Natural Resources, Universitat Politčcnica De Catalunya, Av. Bases De Manresa, 61-73, Manresa 08242, Barcelona, Spain

autor

Zhao Y.

• Department of Safety Engineering, Taiyuan University of Technology, No.79 West Yingze Street, Taiyuan 030024, Shanxi, China

Bibliografia

• [1] Banks J., Carson J., Nelson B., Nicol D., 2001. Discrete-Event System Simulation. Prentice Hall, p. 3.
• [2] De la Vergne J., 2003. Hard Rock Miner's Handbook. Tempe/North Bay: McIntosh Engineering, p. 157.
• [3] Dziurzynski W., Kruczkowski J., 2011. Variability of the volumeteric air flow rate in a mine fan channel for various damper positions. Arch. Min. Sci., Vol. 56, No 4, p. 641-650.
• [4] Farzanegan A., Vahidipour S.M., 2009. Optimization of comminution circuit simulations based on genetic algorithms search method. Minerals Engineering, Vol. 22, Iss. 7-8, p. 719-726.
• [5] Gao Wei, 2011. Optimization of Mine Ventilation System Based on Bionics Algorithm. Procedia Engineering, Vol. 26, p. 1614-1619.
• [6] Gauti A., Erik H., Magnus E., 2012. Modelling and dynamic simulation of gradual performance deterioration of a crushing circuit - Including time dependence and wear. Minerals Engineering, Vol. 33, p. 13-19.
• [7] Inoue M., Yang, Wen-yu, 2011. Airflow adjustment and minimization of the air power of ventilation network. Journal of Coal Science and Engineering (China), Vol. 17, Iss. 3, p. 237-242.
• [8] Jones R.T., 1969. Blood Flow. Annual Review of Fluid Mechanics.
• [9] Klein U., 2000. Simulation-based distributed systems: serving multiple purposes through composition of components. Safety Science, Vol. 35, Iss. 1-3, p. 29-39.
• [10] Konduri I.M., McPherson M.J., Topuz E., 1997. Experimental and numerical modeling of jet fans for auxiliary ventilation in mines. Processings of the 6th International Mine Ventilation Congress, Pittsburgh, US, p. 505-510.
• [11] Kundu P.K., Cohen I.M., 2008. Fluid Mechanics (4th revised ed.). Academic Press.
• [12] Mierzwiński S., Popiołek Z., 1980. Anemometria i jej zastosowanie w badaniach modelowych procesów odpylania i wentylacji. Zakład Narodowy im. Ossolińskich, PAN, Oddział w Katowicach.
• [13] Nicholas P.W., Carlos V.A., Sean J.B., Colin R.T., 2001. Distorted Froude-scaled flume analysis of large woody debris. Earth Surface Processes and Landforms, Vol. 26, Iss. 12, p. 1265-1283.
• [14] Shen Yun, Wang Hai-ning, 2011. Study and Application on Simulation and Optimization System for the Mine Ventilation Network. Procedia Engineering, Vol. 26, p. 236-242.
• [15] Socha K., Ligeza P., 2010. Method of measurement of velocity vector fields of unsteady reverse flows in ventilation systems. Arch. Min. Sci., Vol. 55, No 1, p. 41-48.
• [16] Sokolowski, J.A., Banks C.M., 2009. Principles of Modeling and Simulation. Hoboken, NJ: Wiley. p. 6.
• [17] Peters M.C.A.M., Hirschberg A., Reijnen A.J., Wijnands A.P.J., 1993. Damping and reflection coefficient measurements for an open pipe at low Mach and low Helmholtz numbers. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 256, p. 499-534.
• [18] Wang Min, Jin Long-zhe, Ou Sheng-nan, Li Zhi-jun, 2009. Study on low-concentration methane disposal at upper corner based on PSA. Journal of Safety Science and Technology, Vol. 4, p. 120-124.
• [19] Widodo N.P., Sasaki K., Gautama R.S., Risono, 2008. Mine ventilation measurements with tracer gas method and evaluations of turbulent diffusion coefficient. International Journal of Mining, Reclamation and Environment, Vol. 22, Iss. 1, p. 60-69.
• [20] Yu V.K., Levin L.Y., Zaitsev A.V., 2011. Calculation Method for the Unsteady Air Supply in Mine Ventilation Networks. Journal of Mining Science, Vol. 47, No 5, p. 651-659.
• [21] Znamenskaya N.S., 1981. Conditions of similarity of flows based on simultaneous consideration of criteria including homochronous, Froude, Euler, and Reynolds numbers. Hydrotechnical Construction, Vol. 15, Iss. 1, p. 30-34.