Rozwój badań nad utlenianianiem węgla kamiennego dla dokładniejszego rozpoznania potencjalnych skłonności węgla do samozagrzewania

• Autorzy: Więckowski Marek , Dudzińska Agnieszka

Warianty tytułu

EN

Development of research studies on hard coal oxidation for more precise icdentification of potential propensity of coal to self-heating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane metody badawcze stosowane w ocenie zagrożenia pożarowego w polskich kopalniach węgla kamiennego w ostatnich trzydziestu latach. Jedną ze starszych metod jest metoda Olpińskiego polegająca na badaniu intensywności utleniania węgla w dwóch temperaturach. Z biegiem lat rozwój metod oceny skłonności węgla do samozagrzewania był ukierunkowany na odzwierciedlenie procesu samozagrzewania w warunkach laboratoryjnych. Ważną metodą, bardzo często stosowaną w polskim górnictwie, jest wykonanie modelu emisji gazów z zagrzewającego się złoża, w którym wykorzystano autorskie stanowisko badawcze. W tej metodzie przyjmuje się, że tempratura zagrzanego węgla w kopalni jest taka jak temperatura modelu wzorcowego. Wartości stężeń gazów i wskaźników pożarowych wyznaczone na podstawie analiz gazów kopalnianych są bliskie stężeniom gazów i wskaźnikom pożarowym wyznaczonym z modelu wzorcowego dla danej temperatury. Rozwój techniki i komputeryzacji przyczynił się do opracowania symulacji komputerowych umożliwiających określenie krytycznej grubości warstwy pozostawionej w zrobach i najwyższej dopuszczalnej zawartości tlenu w gazach zrobowych. Każda z metod dostarcza informacji, będących pewnym wkładem w ocenę zagrożenia. Ze względu jednak na złożoność zjawiska jakim jest samozagrzewanie węgla najbardziej korzystna jest kompleksowa ocena zagrożenia pożarowego, obejmująca wszystkie ze stosowanych metod, co daje pełny opis badanego zjawiska.

EN

This article presents the selected research methods used to assess fire hazard in Polish hard coal mines in the last thirty years. One of the older methods, the Olpiński method involves determining the coal self-ignition indices at two temperatures. Over the years, the development of methods for assessing propensity of coal to self-heating has been focused on observing and reflecting the self-heating process in laboratory conditions. An important method very often used in Polish mining, is creating a model of gas emissions from a heating coal deposit with the use of an original test stand. In this method it is assumed that the temperature of heated coal in the mine is the same as the temperature of the reference model. The values of gas concentrations and fire indices determined on the basis of mine gas analyses are close to the concentrations of gases and fire indices determined from the reference model for a given temperature. The development of technology and computerization has contributed to the development of computer simulations enabling the determination of the critical thickness of the coal layer left in gobs and the maximum permissible oxygen content in the gob gases. Each of these methods provides information that is a certain contribution to the fire hazard assessment. However, due to the complexity of the phenomenon of coal self-heating, a comprehensive fire hazard evaluation that includes all of the methods used is the most beneficial, as it provides a full view of the described phenomenon.

Słowa kluczowe

PL

węgiel; samozagrzewanie; pożar endogeniczny; gazy pożarowe

EN

coal; coal self-heating; endogenic fire; fire gases

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 82, nr 1-2
• Strony: 18--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Więckowski Marek

• Główny Instytut Górnictwa - Państwowy Instytut Badawczy

autor

Dudzińska Agnieszka

• Główny Instytut Górnictwa - Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• CYGANKIEWICZ J. 2000 - About determination of susceptibility of coals to spontaneous combustion using an adiabetic test method. Archives of Mining Science t. 45
• CYGANKIEWICZ J. 2006 - Modelowanie emisji gazów z zagrzewającego się złóża węgla. 4 Szkoła Aerologii Górniczej. Kraków
• DUDZIŃSKA A., CYGANKIEWICZ J., Włodarek M. 2017 – Natural content of gases: Carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and unsaturated hydrocarbon of ethylene, propylene and acetylene in selected bituminous coal seams. International Journal of Coal Geology 178, 110-121
• DUDZIŃSKA A. 2014 - Investigation of adsorption and desorption of acetylene on hard coal samples from Polish mines, International Journal of Coal Geology 128-129, 24-31.
• DUDZIŃSKA A. 2023 - Ethylene and propylene sorption kinetics on hard coals. Thermochimica Acta 731,179655 https://doi.org/10.1016/j.tca.2023.179655
• Dokumentacja GIG-I.9/9.2-210902 BD 1993 - Metoda wyznaczania okresu inkubacji pożarów endogenicznych na podstawie badań nad utlenianiem się i samozapaleniem węgla, GIG, Katowice.
• Norma PN-93-04558:1993 - «Węgiel kamienny. Oznaczenie wskaźników samozapalności».
• TRENCZEK S. 2005 - Doraźna ocena wpływu czynników geomechanicznych, termofizycznych i górniczych na zagrożenie pożarem endogenicznym rejonu ściany zawałowej. Przegląd Górniczy 12, s. 26-33
• TRENCZEK S. 2010 - Ocena zagrożenia pożarami endogenicznymi pokładów węgla kamiennego i sposoby jego zapobiegania. Wydawnictwa Politechniki Śląskiej Gliwice ISBN 978-83-7335-739-6
• VAN HEEK, K.H., HODEK, W., 1994 - Structure and pyrolysis behavior or different coals relevant model substances. Fuel 1994, 73, 886-896.
• WACŁAWIK J., CYGANKIEWICZ J., BRANNY M. 2000 - Niektóre wskaźniki pożarowe w kopalniach węgla, Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Seria z Perlikiem nr 2, 33-55.
• WIĘCKOWSKI M., DUDZIŃSKA A. 2022 - Impact of using fly and bottom ash on fire risk assessment in hard coal mines. International Journal Environment of Science Technology https://doi.org/10.1007/ s13762-022-03991-6
• WIĘCKOWSKI, M.; HOWANIEC, N.; POSTNIKOV, E.B.; CHORĄŻEWSKI, M.; SMOLIŃSKI, A. 2018 - Changes in the distribution of temperature in a coal deposit and the composition of gases emitted during its heating and cooling. Sustainability 10, 3587, doi:10.3390/su10103587.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)