Numerical analysis of airflow and methane emitted from the mine face in a blind dog heading

• Autorzy: Brodny J. , Tutak M.

Identyfikatory

DOI

DOI 10.12914/MSPE-11-02-2015

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna przepływu strumienia powietrza i wydzielającego się metanu z czoła przodka w ślepym wyrobisku korytarzowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ventilation is one of the most common presented problems during the driving of dog headings. During driving such heading has only one connection with air stream routes, which significantly make difficult the process of its ventilation. In a case of its driving in coal in the methane seam, this heading is endangered also to methane emission. In such case process of its ventilation is much more difficult. In the paper there are presented results of numerical analysis of ventilation of blind dog headings using air-duct forcing the air into its mine face. The analysis was performed for four different velocities of the air at the outlet from air-duct. The calculations were made for the excavation of heading with heading machine and conveyor belt.

PL

Jednym z większych problemów występujących w czasie drążenia podziemnych wyrobisk korytarzowych jest ich przewietrzanie. W trakcie wykonywania wyrobisko takie posiada tylko jedno połączenie z drogami przepływu świeżego strumienia powietrza, co istotnie utrudnia proces jego przewietrzania. W przypadku jego drążenia w węglu w pokładzie metanowym, wyrobisko to narażone jest także na wydzielanie się metanu. W takim przypadku proces jego przewietrzania jest jeszcze bardziej utrudniony. W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej przewietrzania ślepego wyrobiska korytarzowego z wykorzystaniem lutniociągu tłoczącego świeże powietrze do jego przodka. Analizę przeprowadzono dla czterech różnych prędkości wyloty powietrza z lutniociągu. Obliczenia wykonano dla wyrobiska z kombajnem chodnikowym i przenośnikiem taśmowym.

Słowa kluczowe

EN

methane hazard; ventilation of dog headings; numerical analysis

PL

zagrożenie metanowe; wentylacja wyrobisk korytarzowych; analiza numeryczna

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Management Systems in Production Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 2 (18)
• Strony: 110--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Brodny J.

• Silesian University of Technology, Faculty of Organisation and Management Institute of Production Engineering ul. Roosevelta 26-28, 41-800 Zabrze, POLAND

autor

Tutak M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology Institute of Mining ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, POLAND

Bibliografia

• [1] Ansys Fluent Theory Guide 14.0., 2011.
• [2] T. Bielewicz, B. Prus, J. Honysz. Górnictwo Część I. Wydawnictwo Śląsk 1993.
• [3] M. Branny. “Computer Simulation of flow of air and methane mixture in the longwall-return crossing zone”. Archives of Mining Sciences, 51, Issue 1, 2006.
• [4] J. W. Elsner. Turbulencja przepływów. Warszawa, Wyd. PWN, 1987.
• [5] J. Kabiesz. Raport roczny o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Katowice, Główny Instytut Górnictwa, 2014.
• [6] H. Kryptoń. „Przegląd i weryfikacja metod prognozowania metanowości bezwzględnej wyrobisk korytarzowych drążonych kombajnami w kopalniach węgla kamiennego”. Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko, nr 4, 2007.
• [7] J. C. Kurnia, A. P. Sasmito, A. S. Mujumdar. Computational study of thermal management in underground coal mines: effect of operating ventilation parameters. Singapore, National University of Singapore, 2012.
• [8] J. C. Kurnia, A. P. Sasmito, A. S. Mujumdar. “CFD simulation of methane dispersion and innovative methane management in underground mining faces”. Applied Mathematical Modelling, no. 38, 2014. DOI: 10.1016/j.apm.2013.11.067
• [9] J. C. Kurnia, A. P. Sasmito, A. S. Mujumdar. “Simulation of a novel intermittent ventilation system for underground mines”. Tunnelling and Underground Space Technology, no. 42, 2014. DOI: 0.1016j.tust.2014.03.009
• [10] T. Pindór, L. Preisner. Zagrożenia naturalne i techniczne a zarządzanie ryzykiem w górnictwie węgla kamiennego. Wydawnictwa AGH, 2009.
• [11] A. C. Reddy. “Development of a Coal Reserve GIS Model and Estimation of the Recoverability and Extraction Costs”. Master of Science Thesis, Department of Mining Engineering, West Virginia University, 2009.
• [12] T. X. Ren, J. S. Edwards, R. R. Józefowicz. “CFD Modeling of methane flow around longwall faces” in Proceedings of 6th International Mine Ventilation Congress, Pittsburg, 1997.
• [13] Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych, Dz. U. Nr 139 poz. 1169 z dnia 28 czerwca 2002 r.
• [14] N. Szlązak, D. Obracaj, M. Borowski. „Optymalny dobór parametrów wentylacji lutniowej dla wyrobisk korytarzowych przy wykorzystaniu programu komputerowego AGHWEN”. Kwartalnik AGH Górnictwo, r. 25, z. 3, 2001.
• [15] N. Szlązak, J. Szlązak, A. Tor. Systemy przewietrzania ślepych wyrobisk w kopalniach węgla kamiennego w warunkach zagrożenia metanowego i pyłowego. Kraków, UWND AGH 2003.
• [16] N. Szlązak, D. Obracaj, M. Borowski. „Systemy przewietrzania ślepych wyrobisk ślepych w kopalniach węgla kamiennego”. Przegląd Górniczy, nr 7-8, 2003.
• [17] N. Szlązak, D. Obracaj, Ł. Szlązak. „Projektowanie parametrów wentylacji lutniowej w drążonych wyrobiskach podziemnych z wykorzystaniem programu komputerowego AGHWEN-3.0”. Górnictwo i Geoinżynieria, r. 29, z. 3/1, 2005.
• [18] M. R. Sławomirski, P. Skotniczny. „Czynniki wpływają- ce na deformację warstwy przyściennej przy statycznym przepływie powietrza nad złożem porowatym oraz ich wpływ na prędkość poślizgu. Część I: Turbulentna warstwa graniczna w sąsiedztwie ścianek chropowatych”. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Vol. 14, No. 1-4, 2012.
• [19] K. K. Veersteg, W. Malalasekera. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volumne Method. Pearson Education, 2007.