Strategia rozwoju klimatyzacji kopalń

• Autorzy: Obracaj Dariusz

Warianty tytułu

EN

Strategy for minecooling development

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zagrożenie klimatyczne w polskim górnictwie węgla kamiennego oraz rud miedzi wzrosło w ostatniej dekadzie. Istniejące instalacje klimatyzacyjne w tych kopalniach powoli wyczerpują swoje możliwości obniżania tego zagrożenia. Konieczne staje się poszukiwanie nowych rozwiązań zmierzających do poprawy efektywności schładzania powietrza na stanowiskach pracy. W artykule przedstawiono przegląd techniki klimatyzacyjnej w górnictwie światowym. Wskazano na wykorzystywanie lodu jako kolejnego etapu zwiększania mocy chłodniczych w kopalniach podziemnych. Omówiono możliwe sposoby wytwarzania i wykorzystania lodu w klimatyzacji kopalń. Przedstawiono uwarunkowania polskich kopalń w zakresie stosowania lodu. Zaproponowano koncepcje wykorzystania lodu zarówno dla kopalń eksploatujących istniejące instalacje klimatyzacje, jak i dla kopalń, które zamierzają wprowadzić klimatyzację.

EN

The climate hazard in the Polish hard coal and copper ore mining industry has increased in the last decade. The existing mine cooling installations in mines are slowly depleting their possibilities to reduce this hazard. It is necessary to look for new solutions aimed at improving the efficiency of cooling air at workplaces. An overview of mine cooling technology in global mining is presented in the article. The use of ice was indicated as the next stage of increasing cooling capacity in underground mines. Possible ways of making and using ice in mine cooling are discussed. The conditions of Polish mines in the field of ice use are presented. The concepts of using ice are proposed for both mines operating on the existing cooling installations and for mines that intend to introduce cooling systems.

Słowa kluczowe

PL

zagrożenie klimatyczne; klimatyzacja kopalń; lód

EN

climatic hazard; mine cooling; ice

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 4
• Strony: 8--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 52 poz., rys.

Twórcy

autor

Obracaj Dariusz

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie WGiG

Bibliografia

• [1] ALLEN C, MORGAN J, RANTANEN E., 2012 – Modular thermal transfer unit (MTTU) – portable surface ice stope. In: Proceedings of the 14th U.S./North American Mine Ventilation Symposium, Salt Lake City.
• [2] BELLAS I., TASSOU S.A., 2005 – Present and future applications of ice slurries, International Journal of Refrigeration, 28, 115–121.
• [3] BELLE B., BIFFI M., 2010 – Cooling pathways for deep Australian longwall coal mines of the future, in Proceedings Mine Ventilation Conference 2010, (The Australian Institute of Mining and Metallurgy: Adelaide, pp 94-104).
• [4] BELLE B., BIFFI M., 2018 – Cooling pathways for deep Australian longwall coal mines of the future. International Journal of Mining Science and Technology. In_Press (8 March 2018).
• [5] BIFFI M., STANTON D.J., 2008 – Cooling power for a new age Third International Platinum Conference ‘Platinum in Transformation’, The Southern African. Institute of Mining and Metallurgy, 2008.
• [6] BLUHM S. SMIT., H. 2014 – Planning ventilation and refrigeration requirements, in Ventilation and Occupational Environment Engineering in Mines (ed: J J L du Plessis), third edition, chapter 38, pp 773–804 (Mine Ventilation Society of South Africa: Johannesburg)
• [7] BLUHM S., MOREBY R., VON GLEHN F., PASCOE C., 2014 – Life-ofmine ventilation and refrigeration planning for Resolution Copper Mine. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 114: 497-503.
• [8] BOBKOV W.A.,1977 – Proizwodstwo i primienienje loda. Wyd. Piszewaja Promyszlennost.
• [9] BRAKE D.J., 2002 – Design of the world’s largest bulk air cooler for the Enterprise mine in northern Australia. In: de Souza E, editor. Proceedings of the 9th U.S. Mine Vent. Symp. Lisse: A.A. Balkema, p. 381–99.
• [10] CARVALHO M., MILLAR D.L., 2012 – Concept development of optimal mine site energy supply. Energies, 5(11), 4726–45.
• [11] du PLESSIS J.J.L., 2015 – Strategy and Tactics Implemented to Achieve Energy-efficient Ventilation and Cooling of Mines. In: The Australian Mine Ventilation Conference, Sydney.
• [12] EFRAT T., ROTT S., 2010 – 27 MW Industrial cooling applications based on the ide’s energy efficiency vacuum icemaker. IIR Proceedings Series “Refrigeration Science and Technology”, No. 5, p. 177-183.
• [13] ESCHENBURG H.M.W., MIDDLETON J.V.G., HEMP R., 1986 – 1000 ton per day ice plant for underground cooling at Harmony gold mine. International Journal of Refrigeration, Vol. 9, Iss. 6, pp. 357-361.
• [14] EVANS G., 2015 – Ice cooling takes the heat off at Harmony’s Phakisa gold mine. -16 February 2015. Analysis. www.mining-technology.com
• [15] FUNNEL, R.C., BLUHM S.J., SHEER, T.J., 2001 – Optimisation of cooling resources in deep stopes. Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress, EMAG. Krakow.
• [16] GEBLER W.F., 1980 – A reviews of mine cooling practices through the ages. Journal of the Mine Ventilation Society of South Africa, 33, 11, 209-22.
• [17] GŁUCH B., SZLĄZAK N., 2016 – Metody oceny warunków mikroklimatu w wyrobiskach podziemnych, Archiwum Górnictwa, Monografia nr 16, Kraków.
• [18] GRETH A., ROGHANCHI P., KOCSIS K., 2017 – A review of Cooling System Practices and their applicability to deep and hot underground US mines. In: Proccedings of the 16th North American Mine Ventilation Symposium, June 17-22, 2017, Golden, Colorado USA, Volume: 11.
• [19] GUNDERSEN R.E., DE VILLIERS L.J., DU PLESSIS J.J.L., 2016 – The design of cooling systems for mining at a depth of 4 000 m. In: Proceedings of the 16th U.S./North American Mine Ventilation Symposium, Colorado.
• [20] HANSEN T.M., KAUFFELD M., SARI O., EGOLF P.W., PASCHE F., 2001 – Research, Development and Applications of Ice Slurry in Europe, From Ancient Rome to Modern Technology, Proceedings of the Fourth Workshop on Ice Slurries of the International Institute of Refrigeration, 1-12, Osaka, Japan.
• [21] HOOMAN M., WEBBER-YOUNGMAN R., DU PLESSIS J., MARX W., 2015 – A decision analysis guideline for underground bulk air heat exchanger design specifications, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 115: 125-129.
• [22] HOWES M., HORTIN K., 1997 – Surface cooling at Kidd Creek mine. In: Proceedings of the 6th International Mine Ventilation Congress, Brisbane.
• [23] KAMYAR A., AMINOSSADATI S.M., LEONARDI C., SASMITO A., 2016 – Current development and challenges of underground mine ventilation and cooling methods. In: 2016 Coal Operators’ Conference, Wollongong.
• [24] KAUFFELD M., WANG M.J. , GOLDSTEIN V., KASZA K.E., 2010 – Ice slurry applications. International Journal of Refrigeration, 33, 1491-1505.
• [25] KIDD, J., 1995 – Slurry ice production in gold mining, South African Mechanical Engineer, 45: 11-14.
• [26] KOCSIS, K.C., SUNKPAL, M., 2017 – Identifying and controlling heat-induced health and safety problems in underground mines. Mining Engineering, 69 (9), 53-60.
• [27] LORD E., 1983 – Comstock minig and Miners, Goverment Printing Office, Washington.
• [28] MACKAY L., BLUHM S., VAN RENSBURG J., 2010 – Refrigeration and cooling concepts for ultra-deep platinum mining. In: Proceedings The 4th International Platinum Conference, Platinum in Transition ‘Boom or Bust’ 2010, pp 285-292.
• [29] MAURYA T., KAILASH K., VARDHAN H., ARUNA M., RAJ G.M., 2015 – Effect of Heat on Underground Mine Workers. Procedia Earth and Planetary Science, 11, 491-498.
• [30] MILLAR D., TRAPANI K., ROMERO A., 2016 – Deep mine cooling, a case for Northern Ontario: Part I International Journal of Mining Science and Technology, Volume 26, Issue 4, 721-727.
• [31] ŁUSKA P., NAWRAT S. 2008 – Klimatyzacja kopalń podziemnych: systemy chłodnicze. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Kraków.
• [32] NEWMAN L., HERBERT Y., 2009 – The use of deep water cooling systems: two Canadian examples. Renew Energy 2009;34(3):727–30.
• [33] RAMSDEN R., BRANCH A., WILSON R., 2007 – Factors influencing the choice of cooling and refrigeration systems for mines, Journal of the Mine Ventilation Society of South Africa, 60: 92-98.
• [34] RAMSDEN R., LLOYD F., 1992 – Investigation into the Use of Slurry Ice at Western Deep Levels. In: 5 th International Mine Ventilation Congress. Johannesburg.
• [35] ROGHANCHI P., KOCSIS K.C., 2018 – Challenges in Selecting an Appropriate Heat Stress Index to Protect Workers in Hot and Humid Underground Mines. Safety and Health at Work, Vol. 9, Iss. 1, pp 10-16.
• [36] SHEER T.J., RAMSDEN R., BUTTERWORTH M.D., 2001a – Ice as coolant for deep mines. Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress: 354-361. Krakow, June, Poland, EMAG.
• [37] SHEER T.J., RAMSDEN R., BUTTERWORTH M.D., 2001b – The design of pipeline systems for transporting ice into deep mines. Handbook of Powder Technology, vol. 10, 2001, 425-433.
• [38] STINNETTE J.D., JONG E.C., LUXBACHER K.D., SCHAFRIK S.J., 2017 – Building a Global paradigm for Ventilation best-Practices. Proceedings of the 16th North American Mine Ventilation Symposium, June 17-22, 2017, Golden, Colorado USA, Volume: 16.
• [39] SZLĄZAK N., OBRACAJ D., 2012 – Klimatyzacja kopalni podziemnej z wykorzystaniem lodu zawiesinowego. Kwartalnik AGH „Górnictwo i Geologia”, t.7, z. 4.
• [40] SZLĄZAK N., OBRACAJ D., BOROWSKI M., 2011 – Wykorzystanie lodu w klimatyzacji kopalń. Prace Naukowe GIG. „Górnictwo i Środowisko” nr 1/1, s. 367–378.
• [41] SZLĄZAK, N., OBRACAJ, D., 2017 – Metody klimatyzacji wyrobisk górniczych w kopalniach podziemnych . W: Aktualny stan zagrożeń aerologicznych w kopalniach podziemnych. Monografia pod red. N. Szlązaka, Agencja Wydawniczo-Poligraficzna ART-TEKST., Kraków, 19-36.
• [42] TRAPANI K., ROMERO A., MILLAR D., 2016 – Deep mine cooling, a case for Northern Ontario: Part II. International Journal of Mining Science and Technology, 26, 1033–1042.
• [43] TRIBELLO G.A., SLATER B., SALZMANN C.G. 2006 – A blind structure prediction of ice XIV, J. Am. Chem. Soc. 128, 12594-12595.
• [44] TRUTWIN W. 1998 – W trudnych warunkach cieplnych. „Ratownictwo Górnicze” nr 4 (12), s. 19-20.
• [45] VAN BAALEN G., HOWES M.J., 2009 – Evaluation of future refrigeration for the Enterprise Mine, Mount Isa, 9th IMVC, Delhi.
• [46] VAN DEN BERG L., FUNNELL R., BLUHM S., 2013 – Mine cooling for hot underground mines, The AusIMM Bulletin, 5: 72-74.
• [47] VOSLOO J., LIEBENBERG L., VELLEMAN D., 2012 – Case study: Energy savings for a deep-mine water reticulation system, Applied Energy, 92: 328-335.
• [48] WACŁAWIK J., 1992 – Centralne systemy klimatyzacji w górnictwie węglowym Republiki Federalnej Niemiec. Biuro Studiów i Projektów Górniczych – Informator Komisji ds. Przewietrzania Kopalń nr 12 i 13. Katowice.
• [49] WACŁAWIK J., CYGANKIEWICZ J., KNECHTEL J., 1995 – Warunki klimatyczne w kopalniach głębokich. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej. Wyd. PAN CPPGSMiE, Kraków.
• [50] WACŁAWIK J., KNECHTEL J., ŚWIERCZEK L., 2015 - Funkcje badawczo-interpretacyjne bilansu cieplnego organizmu pracownika w ocenie obciążenia termicznego. „Przegląd Górniczy”, nr 1, s. 100–108.
• [51] YANG X.J., HAN Q.Y., PANG J.W., SHI X.W., HOU D.J., 2011 – Progress of heat-hazard treatment in deep mines. Mining Science Technology, 21 (2), 295–299.
• [52] ZHANG P., MA Z.W., 2012 – An overview of fundamental studies and applications of phase change material slurries to secondary loop refrigeration and air conditioning systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 5021–5058.

Uwagi

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