Urządzenie do pomiaru prędkości przepływu powietrza i stężenia metanu w wyrobisku kopalni

• Autorzy: Kruczkowski J. , Ostrogórski P.

Warianty tytułu

EN

Device for measuring flow velocity of air and methane concentration in mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Instytucie Mechaniki Górotworu prowadzone są badania rozkładów pól prędkości powietrza i stężeń metanu w wyrobiskach kopalń głębinowych przy pomocy nowo skonstruowanych mierników (Kruczkowski, 2013; Dziurzyński i in., 2012). Jednym z efektów prac jest stwierdzenie dużej uniwersalności i przydatności tych urządzeń do celów metrologicznych. Dotychczas były one wykorzystywane w systemach pomiarów wielopunktowych, co nie pozwalało na bezpośredni odczyt mierzonych wielkości, gdyż z powodu przeznaczenia wyłącznie do celów badawczo-naukowych, dane pomiarowe były gromadzone w pamięci i dopiero na powierzchni, po transmisji do komputera, można było poddawać je analizie. Dzięki stosowaniu bezprzewodowej transmisji radiowej dane dodatkowo były dostępne w czasie rzeczywistym, lecz wiązało się to z koniecznością wykorzystania przenośnego komputera z modułem radiowym instalowanym na porcie USB. To stanowiło ograniczenie w wykorzystaniu miernika w niektórych eksperymentach badawczych a także do rutynowych pomiarów wykonywanych przez służby wentylacyjne. W artykule przedstawiono rozwiązania techniczne przenośnego urządzenia do współczasowego, quasi punktowego pomiaru stężenia metanu i prędkości przepływu powietrza w wyrobisku górniczym. Urządzenie zostało zaprojektowane z myślą o wykorzystaniu w podziemnych zakładach górniczych i spełnia wymagania odpowiednich norm i przepisów. W skład urządzenia wchodzą miernik zawierający czujniki stężenia metanu i prędkości przepływu oraz rejestrator umożliwiający wyświetlanie, analizę i zapamiętywanie danych pomiarowych. Komunikacja pomiędzy miernikiem i rejestratorem odbywa się drogą radiową. Nowe urządzenie pozwala na wykonywanie pomiarów punktowych i pomiarów metodą trawersu ciągłego. Przewiduje się, po opracowaniu odpowiednich procedur pomiarowych, wykorzystanie nowego urządzenia do wyznaczania strumienia objętości metanu. Ze względu na konieczność częstej weryfi kacji metrologicznej czujnika metanu zaprojektowano dodatkowe urządzenie umożliwiające przeprowadzanie procedury adjustacyjnej. Zostały przeprowadzone pomiary in situ i w opracowaniu zamieszczono przykładowe rejestracje zmierzonych wielkości.

EN

Research work was undertaken in the Strata Mechanics Research Institute to investigate the distribution of air flow velocity and methane concentration in underground mines using a new-design integrated sensors measuring those two parameters. The devices are proved to be universal and fit for use in a variety of metrological applications. To date they have been mostly used in multi-point measurements, yet the direct readout of the measured quantities is not possible. Since the device has been intended for the purpose of research only, the measurement data have to be stored in the computer memory, uploaded to the computer on the surface and then analysed and processed accordingly. Due to the application of wire-less radio transmission, the data have been accessible on-line, though a portable computer equipped with a specialised radio module installed in the USB port would be required. This has been a major limitation of the device so far, precluding its widespread use in routine measurements by the mine ventilation personnel. The paper outlines the design solution of a portable device for simultaneous, quasi-point-by point measurements of methane concentration and airfl ow velocity in a mine heading. This device is designed for use in underground mines and fully complies with all relevant rules and regulations. The device incorporates a methane concentration sensor, a flow velocity sensor and a recorder enabling the display, processing and storage of measurement data. The radio transmission is used to transfer data between the sensor and the recorder. The device enables the point-to-point measurements and those taken by the continuous traverse method. It is expected that once the measurement procedures are ready, the new device will be used to determine the volumetric flow rate of methane. Since the methane sensors are subject to regular verification of their metrological parameters, an additional device was designed to support the adjustment procedures. Exemplary results of in-situ measurements have been shown.

Słowa kluczowe

PL

prędkość powietrza; stężenie metanu; metanoanemometr; wentylacja kopalń; czujnik metanu; anemometr

EN

air flow velocity; methane concentration; methane flow meter; mine ventilation; methane detector; anemometer

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 15, no. 1-2
• Strony: 23--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Kruczkowski J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Ostrogórski P.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Dziurzyński W., Kruczkowski J., Wasilewski S., 2012. Nowoczesna metoda badania przepływu powietrza i metanu w wyrobisku kopalni. Nowe spojrzenie na wybrane zagrożenia naturalne w kopalniach. Główny Instytut Górnictwa. Katowice.
• Dziurzyński W., Wasilewski St., Skotniczny P., Jamróz P., Kruczkowski J., 2013. Zasady nadzoru nad wentylacyjnymi przyrządami pomiarowymi. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN. Rozprawy, Monografi e. Nr 10.
• Janus J., Krawczyk J., Kruczkowski J., 2013. Nowe rozwiązania urządzeń do pomiaru pól prędkości i rozkładów stężenia metanu oraz wyniki badań porównawczych. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.
• Krawczyk J., Kruczkowski J., 2011. Pomiary rozkładów pól prędkości w wyrobiskach kopalnianych. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko.
• Kruczkowski J., 2013. Wyznaczanie metanowości wentylacyjnej przy pomocy nowej techniki pomiarowej. Materiały 7 Szkoły Aerologii Górniczej. Politechnika Śląska. Wydział Górnictwa i Geologii. Instytut Eksploatacji Złóż. Gliwice
• Kruczkowski J., 2013. Rozkłady stężeń metanu w wyrobiskach przyścianowych. Zagrożenia aerologiczne w kopalniach węgla kamiennego – profi laktyka, zwalczanie, modelowanie, monitoring. Główny Instytut Górnictwa. Katowice.