Wykorzystanie CFD do określenia wpływu systemu przewietrzania ściany eksploatacyjnej na położenie i zasięg strefy szczególnego zagrożenia pożarami endogenicznymi w zrobach zawałowych

• Autorzy: Tutak M.

Warianty tytułu

EN

The using CFD to determine the impact of ventilation systems on the location a zone particularly endangered by endogenous fires in longwall goaf

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas przewietrzania ścian eksploatacyjnych występuje migracja części strumienia powietrza do zrobów zawałowych. W przypadku gdy w zrobach tych znajdzie się węgiel skłonny do samozapalenia, to przepływ powietrza przez te zroby może wpłynąć na powstanie w nich sprzyjających warunków do utleniania się węgla, a w dalszej kolejności do jego samozagrzewania i samozapłonu. Powstający w takich warunkach pożar endogeniczny może stanowić poważne zagrożenie dla załogi oraz ciągłości ruchu zakładu górniczego. W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej przepływu strumienia powietrza przez zroby ścian zawałowych przewietrzanych systemami na „U” od granic oraz na „Y”. Celem tej analizy było wyznaczenie w zrobach strefy szczególnego zagrożenia pożarami endogenicznymi. Dla określonych warunków górniczo-geologicznych wyznaczono krytyczne wartości prędkości przepływu powietrza i stężenia tlenu w zrobach, warunkujące rozpoczęcie procesu utleniania węgla.

EN

In underground coal-mining during ventilating of operating longwalls takes place migration of parts of airflow to rockfall goaves. In a case when in these goaves a coal susceptible to self-ignition occurs, then the airflow through these goaves may influence on formation of favorable conditions for coal oxidation and subsequently to its self-heating and self-ignition. Endogenous fire formed in such conditions can pose a serious hazards for the crew and for continuity of operation of mining plant. In the paper results of numerical analysis of airflow through rockfall goaves ventilated in “U-type” from boundaries system and „Y-type” are presented. The aim of the analysis was to determine in these goaves a zone particularly endangered by endogenous fıres. For determined mining-geological conditions, the critical value of velocity of airflow and oxygen concentration in goaves, conditioning initiation of coal oxidation process were determined.

Słowa kluczowe

PL

CFD; pożar endogeniczny; ściana eksploatacyjna; zroby zawałowe; przepływ powietrza

EN

CFD; endogenous fire; longwall; rockfall goaves; air flow

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6, iss. 3
• Strony: 257--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Tutak M.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii Katedra Zarządzania i Inżynierii Bezpieczeństwa ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. „Ansys Fluent Theory Guide 14.0.” 2011.
• 2. J. Brodny, M. Tutak. „Numerical analysis of airflow and methane emitted from the mine face in a blind dog heading.” Management Systems in Production Engineering, 2, pp. 110-118, 2015. doi: [DOI 10.12914/MSPE-11-02-2015]
• 3. P. Buchwald. „Określenie podstawowego kryterium i parametrów oceny skuteczności zastosowania azotu w prewencji pożarów endogenicznych w przestrzeniach otamowanych.” Kwartalnik Górnictwo i Geologia, t. 4, z. 3, pp. 31- 39, 2009.
• 4. S.H.G. Jiang, R.W. Zhang, K.Y. Chen. „Determination of spontaneous combustion three – zone by measuring gas consistency and temperature in goaf.” Journal of China University Mining Technology, vol. 18, issue 1, 1998.
• 5. C. Liu, S. Li, Q. Qiao, J. Wang, Z. Pan. „Management of spontaneous combustion in coal mine waste tips in China.” Water, Air and Soil Pollution, vol. 103, issue 1, pp. 441-444, 1998. doi: [DOI 10.1023/A:1004922620264]
• 6. R. Patyńska. (Ed.). Raport roczny o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Katowice: GIG, 2016.
• 7. J. Szlązak. Przepływ powietrza przez strefę zawału w świetle badań teoretycznych i eksperymentalnych. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo–Dydaktyczne AGH, 2000.
• 8. J. Szlązak, N. Szlązak. Filtracja powietrza przez zroby ścian zawałowych w kopalniach węgla kamiennego. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo– Dydaktyczne AGH, 2005.
• 9. J. Szlązak. Metody obliczania rozpływu powietrza i rozkładu stężenia metanu w zrobach ścian zawałowych. Przykłady wykorzystania. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2012.
• 10. M. Tutak. „Wpływ systemu przewietrzania ściany na zagrożenie pożarami endogenicznymi w zrobach zawałowych.” Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Gliwice, 2016.
• 11. K.K. Veersteg, W. Malalasekera. „An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volumne Method.” Pearson Education, 2007.
• 12. X. Zhou. „Study on spontaneous combustion and explosion characteristic and prevention and control technology with high-gas and easily-spontaneous combustion coal seam in stope.” Ph.D. dissertation, Liaoning Technical University, 2006.