Prognozowanie skutków wystąpienia stanu awaryjnego w procesie przewietrzania wyrobiska górniczego w warunkach rozszczelnienia georeaktora PZW

• Autorzy: Janoszek T.

Warianty tytułu

EN

Forecasting the effects of an emergency state in the mine ventilation network due to the leaky of the underground c oal gasification georeacto

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano wyniki badań modelowych dotyczące prognozowanych skutków wystąpienia stanu awaryjnego w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej, wywołanego rozszczelnieniem georeaktora podziemnego zgazowania węgla. Symulacje numeryczne prowadzono z wykorzystaniem narzędzi informatycznych, takich jak VentGraph, w którym wykonano analizę numeryczną procesu przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni, Ansys-Fluent, który posłużył do wykonania numerycznej symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla oraz w programie VEX, który umożliwił wykonanie prognozowanych skutków wybuchu składników gazu procesowego, w analizowanej geometrii wyrobiska kopalni. Badania modelowe zakładały prowadzenie procesu zgazowania masy węglowej, przy udziale tlenu i powietrza, jako czynnika zgazowującego pokład węgla, w stanie ustalonym w przedziale czasu 24 godzin. W obliczeniach numerycznych uwzględniono scenariusz wystąpienia stanu awaryjnego w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej, spowodowanego rozszczelnieniem georeaktora. Symulacje numeryczne prowadzono z zamiarem identyfikacji rozkładu zmian, szukanych składników gazu procesowego w strumieniu powietrza niezależnego.

EN

The results of model tests about the effects of an emergency state in the underground mine ventilation network, caused by unsealing of the underground coal gasification georeactor, were presented. Numerical simulations were done with the use of software such as VentGraph, which was used to calculate the ventilation of mine network, Ansys-Fluent that was used to perform the numerical simulation of underground coal gasification process and software VEX which allowed to calculate the effects of the emission of the gas components in the analyzed mine workings geometry. The coal gasification process was performed with the participation of oxygen and air as a gasification agent, in a steady state condition in the time interval of 24 hours. The numerical calculations were simulated for the scenario of a state of emergency in underground mine ventilation network. Numerical simulations were performed with the intention to identify changes of the syngas components in an air stream.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie węgla; numeryczna mechanika płynów; modelowanie; proces przewietrzania

EN

coal gasification; computational fluid dynamics; modelling; ventilation process

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 73, nr 4
• Strony: 5--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr. tab.

Twórcy

autor

Janoszek T.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] ANSYS FLUENT 2009 – Documentation. User Guide.
• [2] BIAŁECKA B. 2008 - Podziemne zgazowanie węgla. Podstawy procesu decyzyjnego. Wydawnictwo GIG, Katowice.
• [3] BIELEWICZ T., PRUS B., HONYSZ J. 1994 - Górnictwo, cz. 2. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice.
• [4] CHMURA K. 1968 - Przewodność cieplna skał i węgli górnośląskiego karbonu. Praca habilitacyjna. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 190.
• [5] DZIURZYŃSKI W. 1998 - Prognozowanie procesu przewietrzania kopalni głębinowej w warunkach pożaru podziemnego. Studia, Rozprawy, Monografie 56. Wydawnictwo IGSMiE PAN.
• [6] JANOSZEK T. 2013 - Exergy analysis of the coal gasification process in ex-situ conditions. Journal of Sustainable Mining, 12 (3), 32–37.
• [7] JANOSZEK T., SYGAŁA A., BUKOWSKA M. 2013a - CFD simulation of temperature variation in carboniferous rock strata during UCG. Journal of Sustainable Mining, 12(4), str. 34–44.
• [8] JANOSZEK T., ŁĄCZNY J.M., STAŃCZYK K., SMOLIŃSKI A., WIATOWSKI M. 2013b - Modelling of gas flow in the underground coal gasification process and its interactions with the rock environment. Journal of Sustainable Mining, vol. 12, nr 02, pp. 8-20.
• [9] KRAUSE E., KRZEMIEŃ A. 2015 - Analiza warunków wentylacyjno-gazowych w trakcie prowadzenia próby podziemnego zgazowania metodą szybową. „Przegląd Górniczy”, 71(1), s. 31-36.
• [10] RYCHTER T., TEODORCZYK A. 2002 - Obliczenia wybuchów gazowych w przestrzeniach zamkniętych i wentylowanych. PWN, Warszawa.
• [11] SAWICKI T. 2005 - Wybuchy przestrzenne. „Bezpieczeństwo Pracy” nr 11, s. 22-25.
• [12] STAŃCZYK K., SMOLIŃSKI A., KAPUSTA K., WIATOWSKI M., ŚWIĄDROWSKI J., KOTYRBA A., ROGUT J. 2010 - Dynamic Experimental Simulation of Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification. Fuel 89, s. 3307-3314.
• [13] SHIRAZI A.S. 2012 - CFD simulation of Underground Coal Gasification. Master of Science thesis. University of Alberta.
• [14] WACHOWICZ J., JANOSZEK T., IWASZENKO S. 2010 - Model tests of the coal gasification process. Archives of Mining Sciences 55 (2), s. 249-262
• [15] WACHOWICZ J., ŁACZNY J.M., IWASZENKO S., JANOSZEK T. 2015 - Modelling underground coal gasification process using CFD methods. Archives of Mining Sciences 60 (3), s. 663-676.
• [16] WACHOWICZ J., ŁĄCZNY J.M., IWASZENKO S., JANOSZEK T., CEMPA-BALEWICZ M. 2013 - Zastosowanie pakietu FLUENT do symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla–koncepcja metody. „Przegląd Górniczy” 69 (2), s. 64-71.
• [17] WACHOWICZ J., ŁĄCZNY J.M., IWASZENKO S., JANOSZEK T., CEMPA-BALEWICZ M. 2014 - Symulacyjne badanie procesu ex-situ zgazowania węgla kamiennego wspomagane metodami CFD. „Przegląd Górniczy” 70, nr 11. s. 70-75.
• [18] WIATOWSKI M., STAŃCZYK K., ŚWIĄDROWSKI J., KAPUSTA K., CYBULSKI K., KRAUSE E., GRABOWSKI J., ROGUT J., HOWANIEC N., SMOLIŃSKI A. 2012 - Semi-technical underground coal gasification (UCG) using the shaft method in Experimental Mine “Barbara”, Fuel (99), s. 170-179 .
• [19] ŻOGAŁA A., JANOSZEK T. 2015 - CFD simulations of influence of steam in gasification agent on parameters of UCG process. Journal of Sustainable Mining, 14(1), s. 2-11.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).