Badania eksperymentalne wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w rejonie ściany wydobywczej

• Autorzy: Dziurzyński W. , Krach A. , Pałka T. , Wasilewski S.

Warianty tytułu

Experimental research on the impact of cutting with a shearer on the conditions of longwall ventilation in the area of the mining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania prowadzone w polskim i światowym górnictwie pokazują, że zagrożenie metanowe często powoduje utratę ciągłości pracy kompleksów ścianowych oraz ma również istotny wpływ na warunki bezpieczeństwa załóg w ścianie. Praktyka górnicza pokazuje, że w kopalniach silnie metanowych właśnie metan często stanowił podstawowe ograniczenie dla nowoczesnych i wysokowydajnych kompleksów ścianowych. Badania wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w ścianie oraz powstawania stanów nieustalonych prędkości powietrza i stężenia metanu prowadzono w warunkach polskich kopalń Budryk oraz Bielszowice. Systemy monitorowania stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wiele informacji o stanie parametrów powietrza w ścianach wydobywczych i wyrobiskach przyległych. Niezależnie od bieżącej kontroli i monitorowania parametrów w systemach gazometrii prowadzone są badania eksperymentalne „in-situ, które wzbogacają bazy danych i mogą być wykorzystane do weryfikacji modeli numerycznych. W artykule wybrano obserwacje i badania wykonane w ścianie Cw-4 w pokładzie 364/2 kopalni Budryk. W obserwacji stanu metanowego w ścianie Cw-4 niezależnie od rejestracji parametrów powietrza w systemie monitorowania wykorzystano dodatkowe czujniki zabudowane w końcowym biegu ściany od strony zawału oraz rejestracje prędkości powietrza i stężenia metanu w systemie wielopunktowym zabudowanym w wybranym przekroju poprzecznym ściany. Dane z rozszerzonego systemu były na bieżąco zapisywane w archiwach systemów monitorowania, a systemu wielopunktowego bezpośrednio w pamięciach metaanemometrów, co pozwoliło na wykonanie analizy porównawczej uzyskanych zapisów z wielu metanomierzy. Ważnym elementem prowadzonych analiz była równoczesna rejestracja stężenia metanu w ścianie wraz z informacją o czasie pracy, kierunku jazdy kombajnu oraz rodzaju pracy urabianie/ czyszczenie.

EN

Research conducted in the Polish and global mining shows that the methane hazard has a significant impact on the safety of machine operators in the longwall, and is also limiting the loss of longwall work. The mining practice shows that in methane coal mines, methane is often the basic limitation for modern and high-efficiency longwall complexes. Research on the impact of mining with the combine on aeration conditions in the longwall and the formation of transient air velocities and methane concentrations were conducted in the Polish mines Budryk and Bielszowice. Monitoring systems used in hard coal mines provide a lot of information on the status of air parameters in mining longwalls and adjacent excavations. Regardless of the current control and monitoring of parameters in gasometry systems, in-situ experiments are carried out in the databases and can be used to verify numerical models. The article selected observations and tests carried out in the Cw-4 longwall in board 364/2 of the Budryk mine. In observation of the methane state in the Cw-4 longwall, additional sensors installed in the end part of the longwall from the side of the gob and registrations of air velocity and methane concentration in the multipoint system built in the selected longwall cross-section were used regardless of the air parameters recorded in the monitoring system. The data from the extended system were recorded on an ongoing basis in the archives of the monitoring system, and the multipoint system was directly stored in the metaanemometers, which allowed to perform a comparative analysis of the obtained records from many methane detectors. An important element of the analyzes was the simultaneous registration of the methane concentration of the longwall together with information on the operating time, the direction of the shearer and the type of work the mining / cleaning.

Słowa kluczowe

PL

monitoring stężenia metanu; wentylacja kopalń; pomiary parametrów wentylacji

EN

monitoring of methane concentration; ventilation of mines; measurements of ventilation parameters

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 20, nr 4
• Strony: 249--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziurzyński W.

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

autor

Krach A.

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

autor

Pałka T.

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

autor

Wasilewski S.

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

Bibliografia

• Cecala A.B., Zimmer J.A., Thimons E.D., 1994: Determination of optimal longwall face methane monitoring locations. Mining Engineering.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S., 2007: Walidacja komputerowego programu symulacji wentylacji VentMet dla rejonu ściany, z uwzględnieniem zmiennych w czasie źródeł metanu, związanych z cykliczna pracą kombajnu. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Tom 9, nr 1-4, s. 3-26.
• Dziurzyński W., Krach A. , Pałka T., Wasilewski S., 2009: Walidacja procedur programu VentZroby z wykorzystaniem systemu monitoringu stanu atmosfery kopalni. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Tom 11, nr 1-4, s. 79-112.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S., 2010: Validation of computer simulation of air parameters at a longwall vs. results of an in situ experiment, 13th United Stated North American Mine Ventilation Symposium 2010 – Hardcastle&McKinnin, s. 407-414).
• Jamróz P., Wasilewski S., 2016: Badania rozkładu stężenia metanu wzdłuż ściany wydobywczej w warunkach ruchowych. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Tom 18, nr 1, s. 3-11.
• Jaszczuk M., 2008: System zintegrowanego sterowania układem technologicznym ściana wydobywcza – punkt załadowczy, Monografi a nr 2, KOMAG, Katowice.
• Schatzel S.J., Karacan C.O., Krog R.B., Esterhuizen G.S., Goodman V.R., 2008: Guidelines for the Prediction and Control of Methane Emissions on Longwalls. NIOSH, Circular 9502, Pittsburgh.
• Wasilewski St., Bojarski K., Kurpas M., 2007: Badania eksperymentalne stanów nieustalonych parametrów powietrza w ścianie w czasie urabiania kombajnem. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa. Nr 6(437) czerwiec 2007, Wyd. EMAG.
• Wasilewski S., Branny M., 2008: A preliminary study of the unsteady states of the ventilation parameters at the longwall face during the shearer operation. Proceedings of 12th U.S./North American Mine Ventilation Symposium, June, 2008, Reno, Nevada, USA, pp. 107-114.).
• Wasilewski, S., 2010: Obserwacja zaburzeń parametrów powietrza wywołanych pracą kombajnu w ścianie B-6 pokł. 358/1 w KWK „BUDRYK” S.A. Przegląd Górniczy, Nr 66, nr 3-4, 45-57.
• Projekt techniczny eksploatacji ściany Cw-4 w pokładzie 364/2 KWK Budryk JSW SA, prowadzonej w warunkach specjalnych Jastrzębie 2013.
• Raport z realizacji etapu 8, pt. Badania eksperymentalne rozszerzonego systemu wraz z weryfi kacją metodami symulacji komputerowych, w tym z wykorzystaniem modeli 3D. Pod redakcją Dziurzyński W., zadania Nr 8 pt. Strategicznego projektu badawczego pt. Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, IMG-PAN, Kraków, luty 2014.
• Raport z realizacji etapu 11, pt. Analiza i interpretacja danych rejestrowanych w kopalnianym systemie nadzoru w czasie prób rozszerzonego systemu. Pod redakcją Wasilewski S., zadania Nr 8 pt. Strategicznego projektu badawczego pt. Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, AGH WGiG, Kraków, grudzień 2012.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).