Integrated system for monitoring and analysis of methane hazards in the longwall area

• Autorzy: Krzystanek Z. , Mróz J. , Trenczek S.

Warianty tytułu

PL

Zintegrowany system monitorowania i analizy zagrożenia metanowego w rejonie ściany wydobywczej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Polish hard coal mines with high methane explosion hazards commonly use systems for automatic monitoring of air parameters. These systems are used by ventilation personnel in preventive actions, simulation tests and designs. The systems work independently and the measurement data, needed for ventilation calculations, are used only off-line and in a small extent. As a result of that, the calculations are conducted on obsolete data and their results are often far from reality. The European project AVENTO dealt with the integration of systems that enable to supply measurement data to calculation programs working in real time mode. The integration enables to observe on-line the changes in ventilation parameters and the level of methane explosion hazard. In addition, it allows to calculate the hazard indicators stipulated by valid regulations, along with the balance of methane which is drained along ventilation paths and pipelines of the degassing system. The paper reports also results of in situ tests of the integrated system.

PL

W polskich kopalniach węgla kamiennego o wysokim zagrożeniu metanowym powszechnie stosowane są systemy automatycznego monitoringu parametrów powietrza oraz systemy obliczeniowe wykorzystywane przez służby wentylacyjne w działalności profilaktycznej, badaniach symulacyjnych i pracach projektowych. Systemy te działają niezależ- nie, a dane pomiarowe, potrzebne do obliczeń wentylacyjnych, wykorzystuje się w niewielkim stopniu, wyłącznie w układzie off-line. W efekcie obliczenia wykonuje się na danych nieaktualnych, a wyniki często znacznie odbiegają od rzeczywistości. W ramach projektu europejskiego o akronimie AVENTO dokonano integracji systemów, umożliwiając ciągłe zasilanie programów obliczeniowych danymi pomiarowymi w czasie rzeczywistym. Integracja systemów umożliwia bieżącą obserwację zmian parametrów przewietrzania i poziomu zagrożenia metanowego, a także obliczanie wymaganych przepisami wskaźników zagrożenia oraz bilansu metanu odprowadzonego drogami wentylacyjnymi i rurociągami systemu degazacji. W artykule omówiono sposób integracji, strukturę i ważniejsze moduły oprogramowania oraz wybrane wyniki badań in situ zintegrowanego systemu.

Słowa kluczowe

EN

methane hazard; ventilation; methane forecasting

PL

zagrożenia metanowe; wentylacja; systemy monitorowania

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 54, nr 1
• Strony: 21--32 [tekst ang.], 64--76 [tekst pol.]
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Krzystanek Z.

• Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, ul. Leopolda 31, 40-189 Katowice

autor

Mróz J.

• Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, ul. Leopolda 31, 40-189 Katowice

autor

Trenczek S.

• Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, ul. Leopolda 31, 40-189 Katowice

Bibliografia

• 1. Bilewicz K.: Smart metering – Inteligentny system pomiarowy, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.
• 2. Cierpisz S., Miśkiewicz K., Wojaczek A.: Systemy gazometryczne w górnictwie, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
• 3. Cross H.: Analysis of flow in networks of conduits or conductors, University of Illinois, Engineering Experiment Station, Bulletin, No. 286, 1936.
• 4. Cuzzocrea A.: Design, implementation and validation of AIinspired information systems. Journal of Intelligent Information Systems, 2015, No. 45, pp.1-3.
• 5. Dixon W.D.: A Statistical Analysis of Monitored Data for Methane Prediction, Extended Abstract of PhD Dissertation, University of Nottingham, Dept. of Mining Engineering, 1992.
• 6. Dziurzyński W., Pałka T.: Symulacja komputerowa procesu przewietrzania kopalni z wykorzystaniem danych monitoringu, Materiały Szkoły Aerologii Górniczej, Wydawnictwo ITI EMAG, Katowice 2004, s. 77.
• 7. Dziurzyński W., Wasilewski S.: Ocena zagrożenia metanowego w rejonie ściany na podstawie czujników gazometrii oraz symulacji komputerowej przepływu mieszaniny powietrza i metanu. Przegląd Górniczy, 2012, nr 12, s. 28.
• 8. Gillies A.D.S., Wu H.W., Tuffs N., Sartor T.: Development of a Real Time Airflow Monitoring and Control System, Proceedings of the 10th US/North American Mine Ventilation Symposium, Anchorage, Alaska, USA, May 2004.
• 9. Hartman H.L., Mutmansky J.M., Ramani R.V., Wang Y.J.: Mine ventilation and air conditioning, New York: Wiley, 1997.
• 10. Kissel F.N.: Handbook for Dust Control in Mining, National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburg PA, USA 2003.
• 11. Konopko W., Kabiesz J., Cygankiewicz J.: Wstrząsy i tąpania jako inicjatory zagrożenia metanowego. Przegląd Górniczy, 1994, nr 2, s. 29-34.
• 12. Kozielski M., Skowron A., Wróbel Ł., Sikora M.: Regression rule learning for methane forecasting in coal mines, International Conference – Beyond Databases Architectures and Structures, Communications in Computer and Information Science, 521, Springer 2015, pp. 495-504.
• 13. Krause E., Łukowicz K.: Zasady prowadzenia ścian w warunkach zagrożenia metanowego, Instrukcja nr 17, Główny Instytut Górnictwa, Mikołów 2004.
• 14. Krzystanek Z., Dylong A., Wojtas P.: Monitorowanie parametrów środowiska w kopalniach węgla kamiennego – System SMPNT, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 2004, nr 9, s. 23-45.
• 15. McPherson M. J.: Subsurface ventilation and environmental engineering, Springer Science & Business Media 2012.
• 16. Noack K.: Control of Gas Emission in Underground Coal Mines, International Journal of Coal Geology, 1998, No. 35, pp. 57-82.
• 17. Sikora M., Sikora B.: Improving prediction models applied in systems monitoring natural hazards and machinery, International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 2012,
• 18. Sikora M., Krzystanek Z., Bojko B., Śpiechowicz K.: Application of a hybrid method of machine learning for description and online estimation of methane hazard in mine workings, Journal of Mining Sciences, 2011, No. (4)47, pp.493-505.
• 19. Sikora M., Krzystanek Z., Bojko B., Spiechowicz K.: Hybrid Adaptative System of Gas Concentration Prediction in Hard-Coal Mines, Proc. of the 19th Int. Conf. on Systems Engineering, IEEE Computer Society (CPS), 2008, Las Vegas, Nevada, USA.
• 20. Stracher G.B., Praksh A., Sokol E.V. (eds.): Coal and peat fires: A Global Perspective, Case studies – Coal fires, Elsevier 2015.
• 21. Szlązak J., Szlązak N., Borowski M., Obracaj D.: Program komputerowy do obliczania rozkładu prędkości powietrza i stężenia metanu w zrobach ścian zawałowych, Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej, nr 97, Polska Akademia Nauk, Kraków 2006, s. 671.
• 22. Trenczek S.: Charakterystyka zagrożeń naturalnych. W: Monitorowanie, telemetria i narzędzia informatyczne w górnictwie dla poprawy bezpieczeństwa pracy – wybrane zagadnienia, red. S. Trenczek, Wydawnictwo ITI EMAG, Katowice 2014, s. 7-29.
• 23. Trenczek S., Wojtas P.: Rozwój monitorowania zagrożeń naturalnych w okresie ostatniego 20-lecia, Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, 2014, nr 9, s. 3-10.
• 24. Ulrey J.P.: Explosion hazards from methane emissions related to geologic features in coal mines, National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburg PA, USA 2008.
• 25. von Glehn F.H., Ox I.: Monitoring and control of underground ventilation systems Rusing VUMA network, Proceedings of the 10th US/North American Mine Ventilation Symposium, Anchorage, Alaska, USA, May 2004.
• 26. Vigil A.A., Nicieza C.G., Rodriguez M.A., Mendez A.: Modelization of methane development in vertical coal seam exploited by sublevel stopping method, International Journal of Surface Mining, Reclamation and Environment, 1996, No. 10(1), pp.31-40.
• 27. Wasilewski S.: Automatic gas measurement. W: Innowacje dla gospodarki, red. S. Trenczek, Wydawnictwo ITI EMAG, Katowice 2010, s. 141-161.
• 28. Wacławik J., Roszczynialski W.: Aerologia górnicza, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1983.
• 29. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, Dz.U., 2013, poz. 230.

Uwagi

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