System for continuous measurement of volumetric rate of unsteady air flow in workings of deep mines

• Autorzy: Kruczkowski J.

Warianty tytułu

PL

System pomiarowy do wyznaczania niestacjonarnych strumieni objętości powietrza w wyrobiskach kopalń głębinowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The process of measuring unsteady air flow in a deep mine's working is a difficult and complicated measuring issue, not solved satisfactory so far. The paper concerns a system for air flow velocity measuring by the method of velocity field, based on integrating the velocity on working's cross-section. Application of multiple anemometrical sensors, sampling velocity in selected points of working's cross-section, together with wireless transmission of measurement data to a computer unit (recording the data and processing them in real time), allow us to estimate the instantaneous distribution of air flow velocity in the section and calculate the instantaneous value of volume flow. Among estimation methods, one can find linear triangulation method, where the cross-section of the working is divided into triangular areas in such way that vertices of the triangles are the points where the velocity either is known from conducted measurements or calculations or it is assumed. Additionally, points on the edges are introduced to comply velocity distribution by working's walls if there is no possibility of locating sensors there. The system is a mobile facility, capable for easy transport throughout the mine. Thus, the support construction for the sensors was designed in a way providing its fast assembling and disassembling. The article presents exemplar results of velocity measurement records, further used for calculating and visualizing the volume flow. It was shown how to obtain information on spatial parameters of sensors' localizations as well as on working's cross-section by using photogrammetric method with the appliance of digital photography method. The system is presumed for precise verification of unsteady volume flow, as well as for scientific and cognition researches over unsteady flow phenomena and velocity fields in severe environmental conditions, such as deep mines' workings and tunnels.

PL

Proces pomiarowy zmiennego w czasie strumienia objętości powietrza w wyrobisku kopalni głębinowej jest trudnym i złożonym zagadniniem meteorologicznym, jak dotąd nie rozwiązanym w zadawalający sposób. w artykule opisano system do pomiaru strumienia objętości powietrza w wyrobiskach kopalń metodą pola prędkości, która polega na całkowaniu rozkładu prędkości na polu przekroju wyrobiska. Zastosowanie wielu równocześnie mierzących czujników anemometrycznych, rozmieszczonych w różnych punktach pola przekroju wyrobiska, w połączeniu z nezprzewodową transmisją danych pomiarowych do komputerowej jednostki rejestrującej i przetwarzającej te dane w czasie rzeczywistym, pozwala estymować chwilowy rozkład prędkości powietrza w przekroju i obliczać chwilową wartość strumienia objętości. zakłada się wykorzystanie systemu do precyzyjnej weryfikacji zmiennego w czasie strumienia objętości oraz do prowadzenia badań o charakterze naukowo-poznawczym nad zmiennymi w czasie zjawiskami przepływowymi i polami prędkości w trudnych warunkach środowiskowych, jak wyrobiska kopalń i tunele.

Słowa kluczowe

EN

mine ventilation; tunnels' ventilation; velocity fields; air volume flow; linear triangulation method; vane anemometer; computer analysis of measurent data; wireless transmission of measurent data; photogrammetry

PL

wentylacja kopalń; wentylacja tuneli; pole prędkości; strumień objętości powietrza; metoda triangulacji liniowej; anemometr skrzydełkowy; komputerowa analiza danych pomiarowych; bezprzewodowa transmisja danych pomiarowych; fotogrametria

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, no 4
• Strony: 533--544
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kruczkowski J.

• Strata Mechanics Research Institute of The Polish Academy of Sciences, Ul. Reymonta 27,30-059 Kraków; Poland

Bibliografia

• Dziurzyński W., Kruczkowski J., 2007. 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, Issue 2, Kraków.
• Główny Urząd Miar: Assessment of measurement uncertainity. Guide. (in Polish) Warszawa.
• Krach A., Krawczyk J., Kruczkowski J.,Pałka T., 2006. Variability of the Velocity Field and Volumetric Flow Rate in Air Ways of Underground Mines, (in Polish) Archives of Mining Sciences, Monograph no 1, Kraków.
• Krawczyk J., Kruczkowski J., 2004. Measurements of Unsteady Flows in Mine Headings Proceedings of the 3-rd School of Mine Aerology, Zakopane
• Wysocki J., 1967. Fluid mechanics, (in Polish) PWN. Warszawa.