PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Model numeryczny emisji CO2 z nieczynnego szybu

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Numerical model of CO2 emissions from a closed shaft
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych emisji dwutlenku węgla z nieczynnego szybu podziemnej kopalni węgla kamiennego. Do obliczeń zastosowano program FDS wraz z graficznym modułem Pyrosim. Program należy do grupy programów CFD (Computational Fluid Dynamics) służących do symulacji przepływów mieszanin gazowych. Walidację stworzonego modelu przeprowadzono w oparciu o dane eksperymentalne otrzymane podczas pomiarów „insitu” nad nieczynnym szybem Gliwice II. W programie FDS przeprowadzono symulacje emisji mieszaniny gazowej z szybu z założonym, stężeniem objętościowym CO2 wynoszącym 3,24% (wartość maksymalna stwierdzona podczas pomiarów) dla dwóch wariantów prędkości wiatru. W pierwszym wariancie założono prędkość wiatru 1 m/s z kierunku południowego (warunek odpowiadający przeprowadzonym pomiarom). W drugim wariancie założono prędkość wiatru 0 m/s (dzień bezwietrzny) i porównano otrzymane wyniki. Wykazano, że istnieje różnica w rozpływie strugi mieszaniny gazowej wokół szybu dla obu wariantów. W dni bezwietrzne gazy wypływające z górotworu przez szyb mogą tworzyć lokalnie wokół szybu bardziej niebezpieczne nagromadzenia niż podczas dni wietrznych. Ma to znaczenie przy opracowaniu procedur bezpieczeństwa dla terenów pogórniczych. Zbudowany model numeryczny może być zmodyfikowany w dowolny sposób i być stosowany w przyszłości w ocenie bezpieczeństwa gazowego na powierzchni przy wielu zagadnieniach związanych z możliwym przepływem gazów pomiędzy atmosferą, a górotworem, np. przy likwidacji kopalń, technologiach CCS (Carbon Capture Storage) lub UCG (Underground Coal Gasification).
EN
The results of numerical simulations into carbon dioxide emissions from a closed shaft are presented in the article. FDS programme including Pyrosim mode was applied to computing. The programme belongs CFD (Computational Fluid Dynamics) group which are designed for simulations of fluid flow. Validation was based on experimental data obtained during „insitu” measurements above closed Gliwice II shaft. The concentration of CO2 in assumed mixture was 3,24%vol. (maximal detected value) and two wind variants were set up. The first was for wind velocity 1,0m/s from the south (according to measurements conditions). The second variant was for wind velocity 0,0m/s. Then the results were compared. Comparing the variants, the difference in gas stream distribution in vicinity of the shaft was observed. In contrary to assumed wind velocity as 1,0m/s, under „no wind” conditions gas flowing out of the shaft can create local hazardous accumulation. It is crucial when safety procedures for post – mining areas are elaborated. Created model can be easily modified and applied in the future for many aspects of possible gas flow from an underground to the surface, eg. during mine closure, CCS (Carbon Capture Storage) or UCG (Underground Coal Gasification).
Wydawca
Rocznik
Strony
295--304
Opis fizyczny
Bibliogr. 18 poz.
Twórcy
autor
  • Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii Instytut Eksploatacji Złóż ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska
Bibliografia
  • 1. D.A. Anderson, J.C. Tannehill, R.H. Pletcher. Computational Fluid Mechanics and Heat Tranfer. Philadelphia: Hemisphere Publishing Corporation, 1997.
  • 2. K. McGrattan et al. „Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide, Volume 1: Mathematical Model.” NIST Special Publication 1018-5. Washington: NIST Special Publication, 2010. Internet: http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpFDSVTRG4/fire-dynamicssimulator/fire-dynamics-simulator [02.2017]
  • 3. M. Branny. „Numerical simulation of airflow in blind headings ventilated with jest fans.” Archives of Mining Sciences, no. 48, pp. 425-443, 2003.
  • 4. M. Branny. „Computer Simulation of flow of air and methane mixture in the longwall – return crossing zone.” Archives of Mining Sciences, vol. 51, issue 1, pp. 133-145, 2006.
  • 5. M. Branny, M. Karch, W. Wodziak, M. Jaszczur, R. Nowak, J. Szmyd. „Eksperymentalna weryfikacja modeli CFD stosowanych w wentylacji kopalń.” Przegląd Górniczy, nr 5, pp. 73-82, 2013.
  • 6. P. Bujok, M. Klempa, K. Labus, K. Suchodolska, R. Rado. „Możliwości sekwestracji dwutlenku węgla w głębokich formacjach geologicznych na terenie Czech i Polski.” Wiadomości Górnicze, 63 nr 12, pp. 698-703, 2012.
  • 7. M. Lutyński. „Impact of preparation and storage of activated carbon on the high pressure sorption of CO2.” Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol. 62, no. 1, pp. 113-119, 2014.
  • 8. R. Pawar, J. Theresa, L. Watson, C.W. Gablea. „Numerical Simulation of CO2 Leakage through Abandoned Wells: Model for an Abandoned Site with Observed Gas Migration in Alberta, Canada.” Energy Procedia, 1, pp. 3625-3632, 2009.
  • 9. J. Sułkowski, P. Wrona. „Mathematical Model Of Gas Out Flow From Abandoned Coal Mine Through Untight Shaft Under The Influence Of Atmospheric Pressure Changes.” Archives of Mining Sciences, vol. 51, issue 1, pp.97-107, 2006.
  • 10. P. Wrona. „The method of estimation of gas hazard near abandoned coal mine shaft.” Wiadomości Górnicze, nr 5, pp. 287-293, 2010.
  • 11. P. Wrona. „Wpływ prędkości powietrza na rozwój pożaru egzogenicznego w wyrobisku górniczym – symulacja w programie Fire Dynamics Simulator (FDS) – Pyrosim.” Przegląd Górniczy, nr 7, pp. 117-124, 2013.
  • 12. P. Wrona, D. Małek. „Zlikwidowany szyb górniczy – propozycja procedur bezpieczeństwa, monitoringu gazowego i raportowania w zakresie możliwych wypływów gazów.” Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, nr 11(243), pp. 28-31, 2014.
  • 13. P. Wrona. „Propozycja nowej metody klasyfikacji zagrożenia gazowego na terenach pogórniczych kopalń węgla kamiennego.” Wiadomości Górnicze, nr 11, pp. 584-593, 2015.
  • 14. P. Wrona, Z. Różański, G. Pach, T. Suponik, M. Popczyk. „Closed coal mine shaft as a source of carbon dioxide emissions.” Environmental Earth Sciences, vol. 75, pp. 1-12, 2016.
  • 15. P. Wrona, J. Sułkowski, Z. Różański, G. Pach. „The problem of carbon dioxide emissions from closed coal mine shafts - the overview and the case study.” Archives of Mining Sciences, vol. 61, issue 3, pp. 587-600, 2016.
  • 16. P. Wrona Z. Różański, G. Pach, L. Domagała. „The application of a jet fan for the control of air and methane streams mixing at the excavations cross - the results of numerical simulation.” Management Systems in Production Engineering, vol. 6, no. 3, pp. 156-162, 2016.
  • 17. P. Wrona, Z. Różański, G. Pach. „Carbon Monoxide Emission from Diesel Engine in Blind Excavation – FDS Simulation,” Proceedings of the 13th International Congress on Energy and Mineral Resources (CIERM 2013), Cantabria, Spain, 2013, pp. 12-21.
  • 18. P. Wrona, Z. Różański, G. Pach, T. Suponik, T. Mzyk. „Zlikwidowany szyb górniczy w rewitalizowanym terenie. Studium przypadków oceny emisji zanieczyszczeń gazowych,” Innowacyjne rozwiązania rewitalizacji terenów zdegradowanych, IX Międzynarodowa Konferencja, Chorzów-Zabrze, 2015, pp. 209-213.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-d0eabb0b-15f9-4d3c-b1d9-a1a84a3c01aa
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.