Metoda prognozowania metanowości bezwzględnej wyrobisk korytarzowych drążonych kombajnami w kopalniach węgla kamiennego

• Autorzy: Koptoń H.

Warianty tytułu

EN

Method of prognosing absolute methane content in dog headings driven with heading machine in coal mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono nową metodę prognozowania metanowości bezwzględnej wyrobisk kory­tarzowych drążonych kombajnami w kopalniach węgla kamiennego, opracowaną na podstawie wyników badań wykonanych w Głównym Instytucie Górnictwa i będącą tematem pracy doktorskiej autora. Omówiono wyniki weryfikacji stosowanych metod prognozowania w zakresie ich zgodności ze stanem faktycznym, z wykorzystaniem zbioru danych dotyczących wytypowanych losowo 60 wyrobisk koryta­rzowych drążonych w różnych warunkach geologiczno-górniczych w wybranych kopalniach Kompanii Węglowej SA i Jastrzębskiej Spółki Węglowej SA. Ponadto, przedstawiono wyniki analizy czynników, które mogą mieć zasadniczy wpływ na wielkość wydzielania się metanu z wykorzystaniem metody heu­rystycznej oraz wyniki statystycznej zależności zweryfikowanego zbioru wytypowanych czynników pod kątem ich wpływu na wydzielanie się metanu podczas drążenia wyrobisk korytarzowych, z uwzględnie­niem warunków geologiczno-górniczych, organizacyjno-technicznych, własności fizykochemicznych węgla oraz z uwzględnieniem mechanizmu wydzielania się metanu, jak i rozkładu naprężeń wokół wyrobiska korytarzowego. Model matematyczny prognozy metanowości bezwzględnej wyrobisk koryta­rzowych drążonych kombajnami został sporządzony na podstawie analiz uzyskanych metodami matema­tyczno-fizycznymi i empirycznymi. Model ten został zweryfikowany w odniesieniu do rzeczywistego wydzielania się metanu do wytypowanych wyrobisk korytarzowych drążonych w różnych warunkach gazowych. W opracowanej nowej metodzie prognozowania, w stosunku do stosowanych metod, uwzględniono mechanizm kinetyki wydzielania się metanu oraz kształt i zasięg, tzw. strefy desorpcji dla wyrobiska korytarzowego. Nowa metoda prognozowania metanowości bezwzględnej umożliwia bardziej dokładne określenie ilości metanu wydzielającego się do drążonego wyrobiska korytarzowego (ze szcze­gólnym uwzględnieniem strefy przyprzodkowej), co stanowi podstawę do właściwego doboru środków profilaktyki metanowej, a zatem ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo prowadzenia robót.

EN

In the article, a new method of prognosing absolute methane content in dog headings driven with heading machines in coal mines, devised on the basis of research results conducted in the Central Mining Institute, which is the subject of doctoral thesis of the author. Verification results were discussed of utilized method of prognosing in the scope of their compliance with the actual state using data file referring to 60 randomly chosen dog headings driven in various geological-mining conditions in selected mines of Kompania Węglowa S.A. and Jastrzębska Spółka Węglowa S.A. [Jastrzębska Coal Company Inc.] Furthermore, results of analysis of factors were presented, which can have profound influence on the amount of methane emission, applying heuristic method as well as results of statistical dependence of verified collection of selected factors with respect to their influence on methane emission during driving dog headings, taking geological-mining conditions, organizational-technical, physio-chemical properties of coal and also the mechanism of methane emission into consideration, as well as stress pattern along the dog heading. Mathematical model of prognosing absolute methane content in dog headings driven with heading machines was complied on the basis of analyses obtained from mathematical-physical and empirical methods. This model was verified in relation to actual methane emission in selected dog headings driven in various gas conditions. In the devised new method of prognosing, in relation to applied methods, a mechanism of kinetics of methane emission was taken into account, as well as shape and scope, so called desorption zones for dog heading. The new method of prognosing absolute methane content allows for more accurate estimation of amount of methane emitted to the dog heading being driven (with particular allowance for the near-front zone), which makes up the basis for appropriate selection of methane preventive means, thus it has considerable influence on the safety of the works carried out.

Słowa kluczowe

PL

metanonośność; wyrobiska korytarzowe; kopalnie węgla kamiennego

EN

methane; dog headings; coal mines

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 3
• Strony: 53--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Koptoń H.

• Główny Instytut Górnictwa, 40-166 Katowice, Plac Gwarków 1 tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Fraczek R. (2003): Aerologia górnicza. Przykłady i zadania. Gliwice, Wydaw. Politechniki Śląskiej.
• 2. Gajda J.B. (2001): Prognozowanie i symulacja a decyzje gospodarcze. Warszawa, Wydaw. Beck.
• 3. Greń J. (1978): Statystyka matematyczna. Modele i zadania. Warszawa, PWN.
• 4. Kalisz J., Kozłowski B., Sobala E. (1978): Porównanie metod prognozowania metanowo-ści dla wyrobisk chodnikowych w górnictwie węglowym. Przegląd Górniczy nr 4.
• 5. Koptoń H. (2009): Metoda prognozowania metanowości bezwzględnej wyrobisk korytarzowych drążonych kombajnami w kopalniach węgla kamiennego. Praca doktorska. Katowice, GIG (niepublikowana).
• 6. Kozłowski B., Grębski Z. (1982): Odmetanowanie górotworu w kopalniach. Katowice, Wydaw. "Śląsk".
• 7. Kozłowski B. (1986): Prognozowanie zagrożeń metanowych w kopalniach głębinowych. Gliwice, Wydaw. Politechniki Śląskiej.
• 8. Krause E., Krzystolik P., Łukowicz K. (2001): Rozpoznawanie, prognozowanie, kontrola i zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Katowice, Wydaw. GIG.
• 9. Metcalfe R.S., Yee D., Seidle J.P, Puri R. (1992): Review of Research Efforts in Coalbed Methane Recovery. Workshop on the Recovery and End - Use of Coal - Bed Methane, Report No. A-10. Katowice, GIG.
• 10. Metoda MPM/3 prognozowania metanowości chodników w zależności od sposobu urabiania (1986). Katowice, GIG.
• 11. Olajossy A. (1993): Relacja: laboratorium - in situ w badaniach desorpcji metanu z pokładów węgla. Zeszyty Naukowe AGH.
• 12. Prusek S., Walentek A. (2005): Wielkość strefy zniszczenia górotworu wokół wyrobiska korytarzowego w oparciu o kryteria Hoeka-Browna. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje nr 49, s. 13-24.
• 13. Tarnowski J. (1987): Prognoza gazowości wyrobisk chodnikowych drążonych w pokładach o małej i średniej miąższości. Archiwum Górnictwa t. 32, z. 2.
• 14. Tarnowski J. (1996): Uproszczona metoda opracowania metody prognozy gazowości wyrobisk chodnikowych drążonych w gazonośnych pokładach węgla. Materiały konferencyjne: Zagrożenia metanowe i pożarowe w górnictwie, wykorzystanie metanu z pokładów węgla. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje nr 14.