Ocena przydatności danych zbieranych przez czujniki systemu gazometrycznego dla celów modelowania numerycznego przepływu powietrza w kopalnianej sieci wentylacyjnej

• Autorzy: Wasilewski S. , Krawczyk J. , Janus J.

Warianty tytułu

EN

Evaluate the usefulness of the data being taken by the gasometric system sensors for the purpose of numerical modeling of air flow in the mine ventilation network

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowanie i aktualizacja modelu numerycznego kopalni wymaga wykonywania szeregu pomiarów zarówno parametrów geometrycznych wyrobisk jak i parametrów fizyko-chemicznych powietrza w tym prędkości, ciśnienia i temperatury oraz składu chemicznego powietrza płynącego w sieci wyrobisk. Systemy gazometrii automatycznej stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wielu informacji dotyczących bieżącego stanu parametrów powietrza w wyrobiskach kopalni. Obecnie kopalnie stosują ponad 1200 anemometrów (średnio około 40 w kopalni) oraz ponad 250 czujników ciśnienia barometrycznego (średnio około 8-9 w kopalni) czy ponad 4500 metanomierzy (średnio około 150 w kopalni). Wydaje się obecnie możliwe opracowanie metodyki wykorzystania bogatej bazy danych rejestrowanych w systemach gazometrii automatycznej jako uzupełnienie pomiarów in-situ zarówno do celów tworzenie modeli numerycznych jak i ich weryfikacji. Takie zastosowanie danych z czujników stacjonarnych systemu gazometrii musi uwzględniać własności metrologiczne tych czujników, specyficzne wymagania dla stosowania czujników stacjonarnych w systemach gazometrii automatycznej. W artykule wybrano wielkości fizyczne, które potencjalnie mogą być określane przy pomocy danych z czujników systemu gazometrii. Określono również zagadnienia, w których dane z czujników mogą być wykorzystane dla programu Ventgraph i metody objętości skończonej.

EN

Developing and updating of the mine numerical model requires performing a series of measurements both geometric parameters of mine drift and physico-chemical parameters including air velocity, pressure, temperature and chemical composition of the air flowing in the mine network. Automatic gasometric system used in coal mines provide a lot of information about the current parameter state of air in the mine drift. Now a days more than 1200 anemometers are used (average 40 on a mine), over 250 barometric pressure sensors (average 8-9 on a mine) and more than 4500 methanometers (average 150 on a mine). It seems possible to develop a methodology to use a rich database of registered in gasometric system as a complement to in-situ measurements for the development of numerical models. Such use of data form sensors of gasometric system must take into account the metrological properties of these sensors, specific requirements for stationary sensors used in automatic gasometric system. Authors selected physical quantities that potentially can be determine by using data form gasometric systems sensors. Also identified issues where sensors data can be used for Ventgraph program and finite volume method.

Słowa kluczowe

PL

monitoring; wentylacja kopalń; pomiary wentylacyjne; modelowanie numeryczne

EN

monitoring; mine ventilation; ventilation survey; numerical modelling

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 3-4
• Strony: 3--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wasilewski S.

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

autor

Krawczyk J.

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

autor

Janus J.

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

Bibliografia

• ANSYS [2013] Fluent User Manual, Ansys Inc
• Dziurzyński W., Krach A., Wasilewski S., 2013. Wyznaczanie niepewności pomiaru parametrów fizyko-chemicznych powietrza w kopalniach głębinowych. Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków.
• Dziurzyński W., Krawczyk J., Pałka T., 2008.: The computer simulation of air and methane flow following an outburst in transport gallery D-6, bed 409/4. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, Vol. 108, p. 139-145.
• Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S., 2013. Walidacja programu komputerowego do prognozowania przewietrzania kopalni z zastosowaniem metod optymalizacji numerycznej. Prace IMG PAN, vol. 15, nr 1-2, s. 3-22.
• Dziurzyński W, Krawczyk J., Skotniczny P., Janus J., Ostrogórski P., 2014. Badania eksperymentalne rozszerzonego systemu wraz z weryfikacją metodami symulacji komputerowych, w tym z wykorzystaniem modeli 3D. raport z realizacji Etapu 8 – części strategicznego projektu badawczego PS8 pt. Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, IMG-PAN.
• Fluent Inc. [2006]: Fluent 6.3 validation guide, str 178. www.ansys.com.
• Krawczyk J., Janus J., Ostrogórski P., 2013. Wieloskalowe modelowanie przepływu w rejonie ściany – wybrane zagadnienia. Prace IMG PAN, vol. 15, nr 1-4.
• Krawczyk J., Janus J., 2014. The numerical simulation of a sudden inflow of methane into the end segment of a longwall with Y-type ventilation system. Przyjęty do druku w Arch. Min. Sci.
• Menter F., 2011. Turbulence Modeling for Engineering Flows. Application Brief, s. 25, www.ansys.com.
• Strumiński A., Madeja-Strumińska B., 2000. Praktyczny sposób wyznaczania oporów aerodynamicznych bocznic aktywnych sieci wentylacyjnych. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Nr 87, s. 103-115.
• Trutwin W., Wasilewski S., 1994. Digital filters in ventilation monitoring and control systems. Archives of Mining Sciences, Vol. 39, No 2, p. 133-144.
• Wasilewski S., 1984. Analiza niektórych parametrów procesu wentylacji kopalni. Prace Naukowo-Badawcze EMAG, zeszyt 31, Katowice, 1986. Praca doktorska, IMG PAN Kraków.
• Wasilewski S. (1996), Badania przepływu powietrza w kopalni. Archives of Mining Sciences, Vol. 41, No 4.
• Wasilewski S., (2012), Systemy kontroli i monitorowania zagrożeń gazowych w polskich kopalniach węgla kamiennego. Bezpieczeństwo Pacy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, nr 12 (220)/2012 s. 3-11.
• Wasilewski S., Kontrola prędkości powietrza w wyrobiskach kopalni w systemach nadzoru dyspozytorskiego, Przegląd Górniczy, Nr. 8/2013.
• Raport końcowy z zadania 3, Opracowanie zasad pomiarów i badań parametrów powietrza kopalnianego dla oceny zagrożenia metanowego i pożarowego w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny, projektu strategicznego pt. „Poprawa bezpieczeństwa kopalń”, Kraków, czerwiec 2013 (niepublikowany).