Badania modelowe przepływu mieszaniny powietrza i gazów w rejonie ściany w aspekcie walidacji wyników komputerowej symulacji

• Autorzy: Dziurzyński W.

Warianty tytułu

EN

Model research on air and gases mixture flow in longwall region in aspect of computer simulation results validation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie związane z uzyskaniem wiarygodnych danych przydatnych dla modelowania przepływów mieszaniny powietrza i gazów w rejonie ściany i zrobach z zastosowaniem programu komputerowego VentMet. Przedstawiono kolejne etapy postępowania celem przygotowania bazy danych do obliczeń prognostycznych kształtowania się rozkładów stężenia metanu, dwutlenku węgla w zrobach ścian eksploatowanych z zawałem stropu. Przedstawiono wyniki badań modelowych dla przyjętych danych do obliczeń i opracowanego modelu numerycznego. Uzyskane wyniki obliczeń komputerowych dla trzech wariantów różniących się postępem eksploatacji z uwzględnieniem dopływu metanu i dwutlenku węgla do zrobów oraz z odmetanowaniem, pokazały prognozowanie ilości przepływu powietrza w rejonie, rozkłady stężenia metanu w sieci wyrobisk oraz w zrobach w aspekcie kształtowania się skojarzonego zagrożenia pożarowo-metanowego. Uzyskane rezultaty przedstawiono na rysunkach zawierających rozkłady zmian obserwowanych parametrów. Przedstawiony przykład pokazał, że dla walidacji wyników badań modelowych należy prowadzić eksperymenty pomiarowe w dwóch obszarach: zrobów i wyrobisk przyścianowych, w których obecnie wykonuje się wiele eksperymentów pomiarowych przydatnych do walidacji obliczeń komputerowych. Wykazano, że trudnym wyzwaniem badawczym jest podjęcie eksperymentów pomiarowych w obszarze zrobów.

EN

The issue connected with obtainment of reliable data useful for modelling of air-gases mixture flows in the region of longwall and waste area with the use of the computer program VentMet is presented. The next stages of the conduct in order to prepare the database for prognostic calculation of concentration distribution of methane, carbon dioxide in the goaf of the longwall run with caving are prepared. The results of model research for the assumed data for calculations and elaboration of the numerical model are presented. The obtained results of computer calculation for three variants with different exploitation advance with taking into consideration the inflow of methane and carbon dioxide into the goaf as well as with methane drainage showed the forecast airflow quantity in the region, distribution of methane concentrations in the working system as well as in the goaf in the aspect of the associated fire-methane hazard occurrence. The obtained results are presented on the drawings including the observed parameters changes distribution. The presented example showed, that for model research validation the measuring experiments should be carried out including two areas: goaf and workings at longwall, where at present a number of measuring experiments is made useful for computer calculations validation. It proved that taking up of measuring experiments in the goaf area is a difficult research challenge.

Słowa kluczowe

PL

mieszaniny powietrza i gazów; modelowanie przepływu powietrza kopalnianego; przewietrzanie kopalń głębinowych; przewietrzanie ścian

EN

air and gases mixtures; modelling of mine air flow; underground mine ventilation; ventilation of longwalls

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 65, nr 11-12
• Strony: 61--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziurzyński W.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Dziurzyński W., Tracz J., Trutwin W.: Symulacja numeryczna przepływu powietrza i gazów powyrzutowych w kopalnianej sieci wentylacyjnej. Archiwum Górnictwa t. 32, z. 1, 1987.
• 2. Dziurzyński W.: Prognozowanie procesu przewietrzania kopalni głębinowej w warunkach pożaru podziemnego, Studia, Rozprawy, Monografie Nr 56, rok PL ISSN 0860-74-19, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Kraków 1998.
• 3. Dziurzyński W., Krach A.: Mathematical Model of Mine Ventilation Process Interrupted by a Rock-Collapse, Archiwum Górnictwa 49 Zeszyt 3 2002.
• 4. Dziurzyński W., Krach A., Krawczyk J., Pałka T.: Walidacja modelu matematycznego przewietrzania kopalni stosowanego w programie VentMet z wykorzystaniem bazy danych pomiarowych wybranego rejonu wentylacyjnego KWK. Prace IMG PAN, T. 8, nr 3-4, 2005.
• 5. Dziurzyński W., Krach A., Krawczyk J., Pałka T.: Zastosowanie miary odległości szeregów czasowych do walidacji modelu matematycznego przewietrzania kopalni stosowanego w programie VentMet. Prz. Gór. nr 1, 2007.
• 6. Dziurzyński W., Kruczkowski J.: Validation of the mathematical model used in the VENTGRAPH programme on the example of the introduction of new headings to the ventilation network of mine. Archives of Mining Sciences. Vol. 52, 3, 2007.
• 7. Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski St.: Walidacja komputerowego programu symulacji wentylacji VentMet dla rejonu ściany, z uwzględnieniem zmiennych w czasie źródeł metanu, związanych z cykliczną pracą kombajnu. Prace IMG PAN T.9 nr 1-2, 2007.
• 8. Krach A.: Źródła niepewności w kopalnianych pomiarach wentylacyjnych. Archives of Mining Sci. Vol. 49, Spec. Issue, 2004.
• 9. Maciejasz Z., Kruk F.: Pożary podziemne w kopalniach, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1977.
• 10. Nguyen Huyen Dien: Metoda prognozowania rozkładu koncentracji metanu w zrobach ścian zawałowych. [Praca doktorska], Politechnika Śląska, Gliwice, 1994.
• 11. Nawrat St.: Eksperymentalne i modelowe badania procesu wypełniania metanem otamowanych wyrobisk w kopalniach węgla kamiennego, Prace naukowe, badawcze, wdrożeniowe EMAG Katowice, nr 1 (11) 1999.
• 12. Roszkowski J., Trutwin W., Wasilewski St.: Stany nieustalone przepływu powietrza i stężenia metanu wywołane katastrofą na przykładzie zdarzenia w kopalni „Zabrze-Bielszowice”. 1 Szkoła Aerologii Górniczej Zakopane, 1999.
• 13. Szlązak J.: Wpływ uszczelniania chodników przyścianowych na przepływ powietrza przez zroby. Praca doktorska, AGH Kraków, 1980.
• 14. Szlązak J.: Przepływ powietrza przez strefę zawału w świetle badań teoretycznych i eksperymentalnych. Rozprawy Monograficzne, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2000.
• 15. Wasilewski St.: Stany nieustalone przepływu powietrza i stężenia metanu w wyrobiskach kopalnianych. Prace naukowo badawcze-wdrożeniowe EMAG Katowice, nr 1/9, 1998.
• 16. Wasilewski St., Bojarski K., Kurpas M.: Badania eksperymentalne stanów nieustalonych parametrów powietrza w ścianie w czasie urabiania kombajnem. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa. Nr 6(437) czerwiec 2007, Wyd. EMAG, Katowice, 2007.