The heat balance study of the mining panel in the copper mine

• Autorzy: Turkiewicz W. , Wacławik J.

Warianty tytułu

PL

Bilans cieplny oddziału wydobywczego w kopalni rudy miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The exploitation systems applied in mines of the Legnica-Głogów Copper Region, at considerable depths of mining and limited possibility of changing the ventilation systems, bring about a situation where thermal, gaseous and dust hazards exist. The cooper ore is mined by the room and pillar methods using a complicated flow of air inside ventilation system. The climatic conditions are difficult in some workings of cooper ore of these mines. Heat is emitted to air of ventilation system from a variety of sources. The rise of temperature and moisture content of air in cooper mines is effected by: -autocompression, which gives an adiabatic increase of dry bulb temperature about 10°C on the airways of fresh air from surface to workings; -the flow of heat from the strata, the virgin temperature of which is 40°C on the depth of 1000 m below surface; -the heat from Diesel and mechanical equipment and others. In order to determine the influence of particular sources of heat the measurements were carried out using wet and dry bulb temperatures, the rates of air in the opening of section of the copper mine Rudna. The operation of all mechanised equipment results in the production of heat. The average heat produced by Diesel driven equipment was defined by the fuel consumption. The total heat emitted by electrical machines is simply equal to the power consumption rate. The highest increase of air temperature is caused by the diesel equipment and by heat of strata.

PL

W niektórych polach eksploatacyjnych kopalń Lubińsko-Głogowskiego Okręgu Miedzi spotyka się trudne warunki klimatyczne. Przyrost temperatury i wilgotności powietrza wiąże się przede wszystkim z: -dopływem ciepła od skał, których temperatura pierwotna przekracza na głębokości około 1000 m 40°C; -autokompresją, która na drodze świeżego powietrza powoduje przyrost temperatury na termo- metrze suchym o około 10°C; -ciepłem od maszyn i urządzeń napędzanych silnikami wysokoprężnymi oraz energią elektryczną. Celem pracy jest ustalenie źródeł ciepła oraz ich intensywności na drodze powietrza w polu eksploatacyjnym oddziału G 11 w kopalni rudy miedzi „Rudna", na głębokości 1100 m. Temperatura pierwotna skał w tym rejonie wynosi [...], temperatura powietrza na wlocie do wyrobisk eksploatacyjnych systemu filarowo-komorowego zmienia się od 27,5°C do 31°C. W kierunku przepływu powietrza na metr bieżący pola przypada około 140 itt odsłoniętej calizny skalnej. W ośmiu seriach pomiarów przeprowadzonych w 1999 roku średni wydatek powietrza był równy 95,5 […], a prędkość przepływu w wyrobiskach pasów eksploatacyjnych około 1,9 m/s. Średnie wartości temperatury na termometrze suchym oraz wilgotnym w przekrojach wlotowych wynoszą 29,7 i 24,6, zaś na wylocie 34,7 i 29,9°C. Pomiar temperatury i wilgotności powietrza kopalnianego oraz wydatku powietrza pozwala określić łączny efekt działania wszystkich źródeł ciepła. Porównując wyniki pomiarów z obliczeniami wykonanymi na podstawie teorii bilansu ciepła w wyrobiskach kopalnianych ustalono, że największy przyrost temperatury wywołuje ciepło dopływające od skał, na następnym miejscu jest ciepło od silników wysokoprężnych, które w największym stopniu przyczyniają się do wzrostu wilgotności powietrza. Moc łączna źródeł ciepła wynosi około 3 MW, przyrost temperatury powietrza jest równy 4,6°C, wilgotność powiększa się o około 0,0075 kg pary wodnej na kg powietrza suchego. Końcowa część pracy poświęcona jest kierunkom działań, które powinny poprawić istniejącą sytuację. Z rozważań wynika, że wskazane jest ograniczenie stosowania silników wysokoprężnych i korzystanie z napędu elektrycznego. W związku z tym konieczna jest wymiana przynajmniej części urządzeń z napędem spalinowym na elektryczne. Również moc maszyn z napędem elektrycznym na drogach świeżego powietrza powinna być ograniczona. Wiąże się to między innymi ze zmniejszeniem liczby wentylatorów swobodnych oraz z umieszczeniem przenośników i innych maszyn poza drogami dopływu powietrza do wyrobisk eksploatacyjnych. Korzystne jest utrzymanie jak najmniejszego pola powierzchni kontaktu między powietrzem a skałami. Sprzyja temu przepływ powietrza świeżego w jak najmniejszej liczbie pasów eksploatacyjnych, mała szerokość i długość pola, "wyprostowany front eksploatacyjny".

Słowa kluczowe

EN

hit exhange in mining; hot conditions in workings

PL

wymiana ciepła w górnictwie; gorące środowiska w wyrobiskach

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 49, nr 2
• Strony: 285--306
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Turkiewicz W.

• Centrum Badawcze i Projekktowe miedzi, CUPRUM Sp.zO.O., Pl. 1 Maja 1/2, 50-136 Wrocław, Poland

autor

Wacławik J.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Carslaw H.S., Jaeger J.C., 1959: Conduction of heat in solids, Oxford University Press.
• [2] Downorowicz S., 1983: Geotermika złoża rudy miedzi Monokliny Przedsudeckiej, cz.VI, Prace Instytutu Geologicznego.
• [3] Duckworth I., Mousset-Jones P.F., Danko G., Marks J., 1992: A heat study for cut-and-fili stopę, Proceedings, Fifth International Minę Ventilation Congress, Johannesburg, pp. 123-129.
• [4] Gupta M.L., Panigrahi D.C., Banerjee S.P., 1992: Simulation of unsteady and quasi-steady heat transfer in minę airways, Procedings, Fourth International Minę Ventilation Congress, Johannesburg, pp. 119-122.
• [5] Hartman H.L., Mutmansky J.M., Ramani R.V., Wang Y.J., 1997: Minę Ventilation and Air Conditioning, John Wiley & Sons, New York.
• [6] Howes M.J., 1988: Heat and moisture exchange in minę airways, Proceedings, Fourth International Minę Ventilation Congress, Brisbane, Queensland, pp. 257-272.
• [7] Madeja-Strumińska B., Nędza Z., Strumiński A., Turkiewicz W., 1992: Wentylacja i klimatyzacja kopalń LGOM, Pr. Naukowe Inst. Góm. Pol. Wr. 66, mon. 31, Wrocław.
• [8] Marais D., 1992: Development of a model for the prediction of the overall heat load on a Southern African colliery, Procedings, Fifth International Minę Ventilation Congress, Johannesburg, pp. 131-138.
• [9] McPherson M.J.,1992: Subsurface ventilation and environmental engineering, Chapman & Hall, London.
• [10] Nixon C.A., Gillies A.D.S., Howes M.J., 1992: Analysis of heat sources in a large mechanised development end at Mount Isa Minę, Procedings, Fifth International Mine Ventilation Congress, Johannesburg, pp. 109-118.
• [11] Starfield A.M., Dickson A.J., 1966: A study of heat transfer and moisture pick-up in minę airways, J. S. Afr. Inst. Min. Met. t. 68, pp. 211-234.
• [12] Vost K.R., 1982: The prediction of air temperatures in intake haulage in mines, J. S. Afr. Inst. Min. Met., t. 82, pp. 316-328.
• [13] Vos J., 1981: Grubenklima, Verlag Gliickauf, t. 27, Essen.
• [14] Wacławik J., Cygankiewicz J., Knechtel J., 1998: Warunki klimatyczne w głębokich kopalniach, Bibl. Szk. Eks. Podz. nr 4, wyd. drugie, Kraków.