Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effects of gas velocity on formation of carbon deposits on AS-SOFC fuel electrodes

Motylinski K., Skrzypkiewicz M., Naumovich Y., Wierzbicki M., Kupecki J.

Journal of Power Technologies

|

2018

|

Vol. 98, nr 4

322--328

EN

The elevated operating temperatures of solid oxide fuel cells (SOFC) create favorable kinetics for the oxidation of carboncontaining gas mixtures, which may include carbon monoxide and light organic compounds. The presence of carbon-based components in the fuel might result in the formation and deposition of soot on the surface of the anode in a fuel cell. This process depends on and is driven by the prevailing thermodynamic, kinetic and electrochemical conditions. The present study was premised on the following: in addition to the aforementioned parameters providing for the operating conditions, gas velocity also affects the formation of deposits on the anode. The role of fuel gas velocity in the process was studied experimentally using 5 cm x 5 cm anode supported solid oxide fuel cells (AS-SOFC) at 750°C at velocities in the range 0.1 to 0.9 m/s. It was found that carbon deposition was clearly observable approximately 24 hours after the necessary conditions were attained. An intense stage of performance degradation typically lasts for a period of up to 60 hours. An increase in fuel flow velocity leads to an acceleration in the carbon deposition process. The correlation between velocity and cell degradation due to this phenomenon was determined and the corresponding function was proposed.

2

Hard coal mining in India and the opportunities for application of foregoing demethanization in Moonidih colliery

Wierzbicki M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

137--150

EN

The paper discusses the current situation as well as the perspectives for hard coal extraction in India, a global leader both in terms of hard coal output and import volumes. Despite this, over 300 million people lack access to electricity in this country. The main energy resource of India is hard coal and Coal India Limited (CIL) is the world’s biggest company dealing with hard coal extraction. CIL has over 450 mines, employs over 400,000 people, and extracts ca. 430 million tons of hard coal from its 471 mining facilities. India is planning the decisive development of hard coal mining to extract 1.5 billion tons in 2020. Hard coal output in India can be limited due to the occurrence of various threats, including the methane threat. The biggest methane threat occurs in the mines in the Jharia basin, located in East India (the Jharkhand province), where coal methane content is up to ca. 18 m3/Mg. Obtaining methane from coal seams is becoming a necessity. The paper provides guidelines for the classification of particular levels of the methane threat in Indian’s mines. The results of methane sorption tests, carried by the use of the microgravimetric method on coal from the Moonidih mine were presented. Sorption capacities and the diffusion coefficient of methane on coal were determined. The next step was to determine the possibility of degassing the seam, using numerical methods based on the value of coal diffusion coefficient based on Crank’s diffusion model solution. The aim of this study was the evaluation of coal seam demethanization possibilities. The low diffusivity of coal, combined with a minor network of natural cracks in the seam, seems to preclude foregoing demethanization carried out by means of coal seam drilling, without prior slotting.

PL

W pracy przedstawiono sytuację aktualną oraz perspektywy wydobycia węgla kamiennego w Indiach. Kraj ten należy do światowych liderów zarówno pod względem produkcji węgla kamiennego, jak i wielkości importu. Mimo to w kraju tym ponad 300 milionów ludzi jest pozbawionych dostępu do energii elektrycznej. Głównym surowcem energetycznym Indii jest węgiel kamienny. Największą na świecie firmą wydobywającą węgiel kamienny jest Coal India Limited (CIL). Posiada ona ponad 450 kopalń, zatrudnia ponad 400 000 ludzi i wydobywa około 430 mln ton węgla. Indie planują zdecydowany rozwój górnictwa węgla kamiennego do poziomu 1,5 mld ton w 2020 r. Problemem podziemnego górnictwa węgla kamiennego w tym kraju staje się zagrożenie metanowe. Największe zagrożenie występuje w kopalniach w Zagłębiu Jharia zlokalizowanym we wschodniej części Indii. Metanonośność węgla jest bardzo wysoka i wynosi do około 18 m3/Mg. Koniecznością staje się pozyskiwanie metanu z pokładów węgla. W pracy podano zasady zaliczania do poszczególnych stopni zagrożenia metanowego. Przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych przeprowadzonych metodą mikrograwimetryczną na węglu pobranym z kopalń Monnidih. Przedstawiono wyniki analizy technicznej węgla oraz analizy mikroskopowej. Wyznaczono zdolności sorpcyjne metanu na węglu oraz oszacowano kinetykę odmetanowania pokładu, przy wykorzystaniu metod numerycznych, na podstawie znajomości współczynnika dyfuzji węgla na podstawie uniporowego modelu dyfuzji Cranka. Celem badań była ocena możliwości wyprzedzającego odmetanowania pokładów. Niska dyfuzyjność węgla w połączeniu z niewielką siecią spękań naturalnych w pokładzie daje słabe perspektywy odmetanowania wyprzedzającego wykonywanego otworami w pokładzie bez użycia wcześniejszego szczelinowania.

3

The use of a unipore diffusion model to describe the kinetics of methane release from coal spoil in the longwall environment

Wierzbicki M., Skoczylas N., Kudasik M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

81--89

EN

The unipore methane diffusion model based on the solution of the second Fick’s law describes effectively the kinetics of methane release from coal grains. The knowledge of the model describing the kinetics of methane release from coal, the coalbed methane content, the sorption isotherm, the effective diffusion coefficient and the coal particle size distribution, enables the calculation of the volume of methane which is released from the coal spoil as a function of time. These assumptions became the basis for building the software that enables the analysis of methane emissions from coal during the longwall mining. Simulations were performed to determine the temporal and spatial methane inflow to the longwall. The share of methane emission from coal grains (taking into account both the emission kinetics and mass participation) of various classes has been analyzed. The results of the analysis showed that the methane from the small grains, in particular less than 0.1 mm in size, prevails. The mass fraction of these grains in the total weight does not exceed 5%. For the typical parameters determining the mining, geological and technological conditions of methane emissions at different moments of time and position of the longwall were determined.

4

Związek pomiędzy wskaźnikiem desorpcji i metanonośnością dla pokładów kopalni ,,Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” Ruch Zofiówka – przybliżona zawartość metanu w węglu

Dutka B., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

11--20

PL

Przeprowadzono badania statystyczne dla 24 pokładów kopalni ,,Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” Ruch Zofiówka polegające na statystycznej analizie związku występującego pomiędzy mierzonymi w warunkach in situ wartościami wskaźnika desorpcji dp oraz metanonośnością pokładu Mn. Zbiory danych obejmowały wyniki pomiarów kopalnianych prowadzonych na obszarze górniczym ,,Zofiówki” w latach 2007-2014. Zgodnie z obowiązującą metodą desorbometryczną, zależność pomiędzy wartościami wskaźnika desorpcji i metanonośnością przybliżoną uśrednia funkcja liniowa, która obowiązuje dla wszystkich polskich kopalń. W obrębie poszczególnych pokładów kopalni wyznaczono wartości współczynnika korelacji Pearsona oraz przeprowadzono badanie siły korelacji i jej istotności. Posługując się metodą regresji liniowej, określono indywidualne równania opisujące zależność pomiędzy parametrami Mn i dp dla różnych pokładów Ruchu Zofiówka. Zgodnie z przeprowadzoną analizą można zauważyć, że relacja pomiędzy wskaźnikiem desorpcji i metanonośnością nie jest stała, lecz zmienia się w zależności od pokładu. Uzyskane rezultaty pozwalają przypuszczać, że zmienność relacji Mn-dp może wynikać ze zmian właściwości sorpcyjnych pokładów charakteryzujących się różnym wiekiem geologicznym. Zagadnienie to będzie przedmiotem dalszych prac.

EN

Statistical studies for 24 coal seams of the Borynia-Zofiówka-Jastrzębie mine, Zofiówka Section have been carried out. Studies consisted of statistical analysis of the relationship between in situ measured values of the desorption intensity index dp and the methane content Mn. Data sets included the results of measurements of these parameters in the years 2007-2014 in the Zofiówka mining area. According to the desorbometric method, the relationship between values of desorption intensity index and approximate methane content of coal averages the linear function, which applies to all Polish hard coal mines. The Pearson correlation coefficients, the correlation strength and its significance were determined within particular coal seams of Zofiówka mining area. Using the linear regression method, individual equations describing the Mn(dp) dependence for different coal seams were determined. According to the analysis, it is noted that the relationship between the desorption intensity index and the methane content is not constant, but varies for different coal seams. The obtained results suggest that the variability of the Mn(dp) relationship may be due to changes in the sorption properties of coal seams with different geological ages. This issue will be the subject of further work.

5

Badania konkurencyjnej sorpcji CO2 i CH4 w warunkach izotermiczno-izobarycznych na węglu kamiennym

Kudasik M., Pajdak A., Skoczylas N., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 1

45--55

PL

W ramach prac przeprowadzono badania konkurencyjnej sorpcji na węglu kamiennym z wykorzystaniem mieszanin CH4 i CO2 o różnym udziale procentowym składników. Do badań użyto próbki rozdrobnionego do ziaren węgla kamiennego pochodzącego z partii K pokładu 510 KWK „Wujek”, Ruch Śląsk. Eksperymenty sorpcji konkurencyjnej wykonano przy zastosowaniu autorskiej aparatury sorpcyjnej, gwarantującej izobaryczne oraz izotermiczne warunki prowadzenia eksperymentu. Wyznaczono izotermy sorpcji dla czystego CH4 i CO2 oraz dla mieszanin CO2-CH4 w których udział CO2 wynosił: 84%, 65%, 42%, 23%. Dla poszczególnych mieszanin otrzymano izotermy sorpcji, w których zaobserwowano systematyczny wzrost całkowitej pojemności sorpcyjnej wraz ze wzrostem udziału CO2 w mieszaninie. Po każdej izotermie badana próbka węgla poddawana była dodatkowo niskociśnieniowej sorpcji gazowej w temperaturze 273 K z wykorzystaniem czystego CO2 jako sorbatu na urządzeniu ASAP 2020. Analiza ta miała na celu sprawdzenie, czy po wykonaniu badań sorpcji konkurencyjnej nastąpiła zmiana w strukturze próbek węglowych w aspekcie ich zdolności sorpcyjnych. Analizy nie wykazały znaczących zmian w wartości ich parametrów strukturalnych oraz w zdolności sorpcyjnej i w rozkładzie objętości ich porów.

EN

The research involved the analysis of competitive sorption on coal using mixtures of CH4 and CO2 of various percentage share. The samples used in the research were grain samples of coal from KWK Wujek coal mine, seam 510 part K. The experiments of competitive sorption were carried out on original sorption equipment that guaranteed isobaric and isothermal conditions. The sorption isotherms were specified for pure CH4 and CO2 as well as for mixtures CO2-CH4 where the CO2 content was: 84%, 65%, 42%, 23%. The sorption isotherms, which were specified for particular mixtures, showed a systematic increase of the total sorption volume together with the content of CO2 in the mixture. After each isotherm, a sample was subjected to low pressure gas adsorption on ASAP 2020 at the temperature of 273 K using pure CO2 as adsorbate. The aim of the analysis was to check if the competitive sorption tests resulted in the change of the structure of particular samples in the context of their sorption capacity. The analyses carried out did not reveal any significant changes in the structural parameters, the sorption capacity or the pore size distribution of the samples.

6

The analysis of factors influencing the dynamics of lowland riverbed erosion downstream of the Jeziorsko reservoir dam (central Poland)

Smaga A., Wierzbicki J., Wierzbicki M., Hämmerling M., Radaszewski R.

Geological Quarterly

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

926--933

EN

Increased riverbed erosion could recently be observed in close vicinity of hydrotechnical constructions in many lowland rivers. The immediate effect of erosion in this case is a very significant reduction of the riverbed level over a considerable distance, downstream of large reservoir dams. This process is influenced simultaneously by both hydraulics of river flow and geotechnical properties of soil eroded. The paper presents an analysis of parametric changes in the level of river bottom and grain size of bed material, and the relative density in the context of changes in hydrological conditions and diversity of engineering-geological conditions. As the result, a multiparametric model of erosional potential of riverbed sediments has been proposed, which can significantly help in proper planning of locations and construction of correction thresholds under given hydraulic conditions of the river.

7

Development and optimization of myocardial tissue culture in ovo

Hotowy A., Sawosz E., Grodzik M., Wierzbicki M., Kutwin M., Jaworski S., Chwalibog A.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

54

8

Carbon allotropes for muscle regeneration

Sawosz E., Hotowy A., Mitura K., Grodzik M., Wierzbicki M., Kutwin M., Jaworski S., Chwalibog A.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

49

9

Preliminary electrochemical characterization of anode supported solid oxide cell (AS-SOC) produced in the Institute of Power Engineering operated in electrolysis mode (SOEC)

Kupecki J., Motyliński K., Skrzypkiewicz M., Wierzbicki M., Naumovich Y.

Archives of Thermodynamics

|

2017

|

Vol. 38, no. 4

53–-63

EN

The article discusses the operation of solid oxide electrochemical cells (SOC) developed in the Institute of Power Engineering as prospective key components of power-to-gas systems. The fundamentals of the solid oxide cells operated as fuel cells (SOFC – solid oxide fuel cells) and electrolysers (SOEC – solid oxide fuel cells) are given. The experimental technique used for electrochemical characterization of cells is presented. The results obtained for planar cell with anodic support are given and discussed. Based on the results, the applicability of the cells in power-to-gas systems (P2G) is evaluated.

10

An impact of mechanical stress in coal briquettes on sorption of carbon dioxide

Wierzbicki M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

483--494

EN

The presence of gases (methane or carbon dioxide) in hard coal is connected with numerous threats for miners employed in underground mining facilities. When analyzing the coal-methane system, it is necessary to determine the relationship between pressure and gas sorption. Such a relationship should be determined under conditions similar to the natural ones – when it comes to both temperature and pressure. The present paper discusses the results of research conducted with the use of coal briquettes under the state of mechanical stress. Carbon dioxide sorption isotherms were determined for different values of stress affecting the coal material. For five coal samples collected in different mines of the Upper Silesian Coal Basin, Langmuir’s sorption isotherms were determined. The results point to significant impact that mechanical stress has upon the sorption process. It is about 1 percent of the value obtained for coal not subjected to stress per 1 MPa. The research results can also prove useful when analyzing hard coal seams from the perspective of their carbon dioxide sequestration abilities.

PL

Obecność gazów (metanu lub dwutlenku węgla) w węglu kamiennym połączona jest z licznymi zagrożeniami dla pracowników zatrudnionych w podziemnych zakładach górniczych. Analizując układ węgiel-metan, konieczne jest określenie zależności między ciśnieniem a wielkością sorpcji gazu. Taki związek powinien być określony w warunkach podobnych do tych naturalnych – jeśli chodzi zarówno o temperaturę układu węgiel-metan i ciśnienie. Niniejszy artykuł omawia wyniki badań prowadzonych z użyciem brykietów węglowych poddanych naprężeniom mechanicznym. Próbki węgla pobrano w pięciu kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, pokazanych na mapie z Rys. 1. Pobrane próbki poddane zostały analizie technicznej, analizie składu mecerałowego oraz badaniom powierzchni właściwej metodą sorpcji niskociśnieniowej Właściwości pobranych węgli zestawiono w Tab. 1. W brykieciarce, pokazanej schematycznie na Rys. 2 wykonano brykiety węglowe o znanych właściwościach oraz znanych wartościach rezydualnych naprężeń radialnych. Wartości tych naprężeń zestawiono w Tab. 3. Wyznaczono izotermy sorpcji (z modelu Langmuira) dla dwutlenku węgla dla różnych wartości naprężeń mechanicznych oddziałujących na materiał węglowy. Wyniki wskazują na znaczący wpływ naprężeń w brykiecie na proces sorpcji. Wywarcie naprężenia mechanicznego wartości około 10 bar skutkuje ograniczeniem maksymalnej sorpcji Langmuira o około 1%, co pokazano na Rys. 9. przedstawiającym zależność maksymalnej sorpcji Langmuira od wartości naprężeń radialnych dla wszystkich przebadanych próbek węgla. Wyniki badań mogą okazać się przydatne przy analizie pokładów węgla z punktu widzenia ich zdolności do sekwestracji dwutlenku węgla.

11

Ocena zawartości gazu w rozdrabnianych skałach. Komunikat

Kudasik M., Skoczylas N., Murzyn T., Wierzbicki M.

Wiadomości Górnicze

|

2016

|

R. 67, nr 7-8

450--457

PL

Gazy występujące w skałach mogą znajdować w się przestrzeni porów i szczelin jako gazy wolne, a także w postaci związanej sorpcyjnie. Jednym ze sposobów oceny ilości gazu zawartego w skałach jest rozdrobnienie badanego materiału do jak najmniejszej klasy ziarnowej, w celu uwolnienia znajdującego się w nich gazu. W Pracowni Mikromerytyki Instytutu Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk powstały prototypy nowatorskich urządzeń rozdrabniających do skał.

EN

Gases occurring in the rocks can be found in the pores and fissures space as free gases as well as in the sorption bound form. One of the ways to estimate the amount of gas contained in the rocks consists in the fragmentation of the investigated material to the smallest grain size class possible, in order to release the gas comprised in the rocks. In Micromeritics Laboratory of the Institute of Rock Mechanics of the Polish Academy of Sciences prototypes have been developed of innovative grinding devices for rocks.

12

Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM - testy kopalniane

Skoczylas N., Kudasik M., Wierzbicki M., Murzyn T.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 4

56--62

PL

Opracowany został Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM. Przyrząd pozwala na wyznaczanie desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz współczynnika dyfuzji. Urządzenie zostało zoptymalizowane pod kątem pracy w warunkach kopalnianych. Wprowadzone zostały poprawki względem prototypu poprawiające niezawodność i łatwość użytkowania. Urządzenie wyposażone zostało w zestaw sit. Opracowana została metodyka pomiarowa. Przeprowadzono testy kopalniane. Wyniki pochodzące z prezentowanego urządzenia wskazują dużą zbieżność z pomiarami przeprowadzanymi metodami stosowanymi obecnie w górnictwie.

EN

Analogue Methane Emission Recorder (AMER) has been developed. The device allows to determine the desorbable methane content of coal and the diffusion coefficient. AREM has been optimized to work in coal mines. Adjustments have been made to improve the reliability and usability of this prototype. The device is equipped with a set of sieves. Measurement methodology has been developed. Mining tests were carried out. The results obtained from the presented device show high similarity to the measurements made by methods currently used in the mining industry.

13

Transport sedymentacyjny mas powyrzutowych

Topolnicki J., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 3

67--73

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wybranych własności dolomitu pobranego z mas powyrzutowych. Anizotropia kierunkowa rozmiarów ziaren zdaje się potwierdzać teorię o płatkowaniu zachodzącym w procesie niszczenia skały podczas wyrzutu gazów i skał. Wykorzystując informacje dotyczące głębokości, ciśnienia złożowego oraz porowatości otwartej w masach powyrzutowych dokonano oceny wielkości energii potencjalnej skał i gazu jaka była do „dyspozycji wyrzutu”. Dokonano również analizy możliwości transportu sedymantacyjnego mas powyrzutowych. Rozważania dotyczą dwóch przypadków. W pierwszym oddziałuje wyłącznie struga gazu a w drugim analizowany jest wpływ oddziaływania strugi unoszonego materiału skalnego.

EN

The paper presents the results of measurements of selected properties of dolomite collected from the outburst masses. Grain size anisotropy seems to confirm the theory of flaked occurring in the process of destruction of rocks during the gas rocks outbursts. Using the information on depth, reservoir pressure and open pores porosity of the outburst masses assesses the potential energy of rock and gas for “outburst disposal “. Ultimately, sediment transport of mass was analyzed. Considerations apply to the two cases. The first, takes into account only gas interactions, and the second analyzes the effect of the impact of entrained outburst mass.

14

Nieliniowa filtracja gazu przez próbki dolomitu

Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 3

35--42

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów przepuszczalności gazowej rdzeni dolomitów pochodzących z jednej z kopalń rud miedzi. Rdzenie pobrano w różnych odległościach od stropu wyrobiska. Charakteryzują się one niską przepuszczalnością oraz charakterystyczną dla ośrodków mikroporowatych nieliniowością filtracji przejawiającą się wzrostem przepuszczalności przy niskich ciśnieniach średnich. Wyniki pomiarów opisano równaniem Klinkenberga uwzględniającym efekt poślizgu.

EN

The paper presents the results of measurements of gas permeability through the dolomite from one of the copper mines. The cores were taken at different distances from the excavation roof. They are characterized by low permeability and non-linear flow manifested by an increase in the permeability of the medium at low pressures. This effect occurs in microporous rocks. Klinkenberg equation with the sleppage effect was used to describe the measurements results.

15

Selected aspects of the design and operation of the first Polish residential micro-CHP unit based on solid oxide fuel cells

Kupecki J., Skrzypkiewicz M., Stefański M., Stępień M., Wierzbicki M., Golec T.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 4

270--275

EN

The first Polish micro-combined heat and power unit (micro-CHP) with solid oxide fuel cells (SOFC) was designed and constructed in the facilities of the Institute of Power Engineering in Warsaw. The system was launched in September 2015 and is under investigation. At the current stage the unit is customized to operate on a pre-treated biogas. Adaptation of the fuel processing system, which is based on a steam reformer, makes it possible to utilize other gaseous and liquid fuels, including natural gas. The electric and thermal output of the system, up to 2 kW and about 2 kW, respectively, corresponds to the typical requirements of a detached dwelling or a small commercial site. Functionality of the system was increased by engaging two separate start-up modules, which are used for preheating the system from a cold state to the nominal working conditions. The first module is based on a set of electric heaters, while the second module relies on an additional start-up burner. The startup of the system from ambient conditions up to a thermally self-sufficient stage takes about 7 hours using the electric preheaters mode. Output residual heat was used to heat water to a temperature of about 50°C. The temperature of the flue gases at the inlet to the hot water tank was measured at approximately 300°C. Steam reforming of the biogas was performed by delivering deionized water to the steam reformer in order to maintain the S/C ratio at a range of 2–3.5. Selected aspects of the design and construction as well the first operational experiences are presented and discussed. The numerical modeling methodology is presented as a complimentary tool for system design and optimization.

16

Wybrane problemy eksploatacyjne zbiornika wodnego Jeziorsko

Szewczyk G., Wierzbicki M., Włodarczyk M.

Gospodarka Wodna

|

2016

|

Nr 9

280--288

PL

Artykuł przedstawia krótką charakterystykę zbiornika i prowadzonej gospodarki wodnej, aspekty wpływu piętrzenia na wody gruntowe, zagadnienia związane z procesem akumulacji rumowiska w części cofkowej oraz procesem erozji w korycie rzeki poniżej zapory czołowej, oddziaływaniem zbiornika na reżim hydrologiczny Warty poniżej zapory na przykładzie powodzi w 2010 r. i niżówek w 2015 r. Omówiono również zakres niezbędnych zrealizowanych prac związanych z zapewnieniem bezpiecznego funkcjonowania zbiornika oraz podkreślono potrzebę pogodzenia często sprzecznych ze sobą potrzeb użytkowników.

EN

The article presents a short characteristic of the reservoir and its water management, aspects related to the impact of damming on the ground waters level, issues related to the process of the bed load accumulation in the reservoir's backwater area, as well as the riverbed erosion process occurring downstream the frontal dam and the impact of the reservoir on the Warta’s hydrological regime downstream the dam, based on the example of the 2010 flood and 2015 low flows. It also discusses the scope of the necessary works that were carried out in order to ensure safe operation of the reservoir and stresses the necessity to reconcile different, often contradictory needs of the reservoir users.

17

New instruments and methods for analysing the coal-methane system

Skoczylas N., Kudasik M., Wierzbicki M., Murzyn T.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2015

|

Vol. 37, nr 1

85--91

EN

The authors of the present paper designed and constructed a prototype of an instrument which enables fully automated determination of the desorbable methane content and effective diffusion coefficient in underground conditions. Due to microprocessor analysis of the recorded data and the application of the mathematical model of the diffusion process, it is possible to automatically determine the amount of methane whose release from a coal sample occurred before the sample was placed within a measuring instrument. It is also possible to carry out follow-up extrapolation of the recorded data so the time duration needed to determine reliable results can be reduced. The instrument was tested and optimized, and a number of copies sufficient for performing underground tests were constructed. The concept of the instrument represents a totally new approach to the observation of gas release from a coal sample. Instead of short-period measurements, virtually the whole process of methane release from coal is registered and analysed. This is possibly due to the use of a grain fraction lower than one mm which is presently applied for the sake of evaluating the methane- bearing capacity and desorption intensity.

18

Wyznaczenie desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji metanu na węglu metodą analogową

Skoczylas N., Kudasik M., Wierzbicki M., Murzyn T.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 2

66--71

PL

Opracowana została koncepcja nowej metody oraz urządzenia pomiarowego generującego dodatkowe parametry opisu układu węgiel-gaz. Dzięki prezentowanej metodzie możliwe jest określenie wartości desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji. Konstrukcja urządzenia pomiarowego pozwala na pracę w warunkach kopalnianych. Diametralne zmniejszenie klasy ziarnowej próbki węgla skutkuje skróceniem czasu obserwacji procesu emisji gazu do jednej doby. Praca zawiera opis konstrukcji przyrządu, prezentację prototypu oraz przykładowe wyniki testów laboratoryjnych.

EN

This paper presents a concept of a new method and measurement device which generates additional parameters of coal-gas system description. Thanks to the presented method, it is possible to determine the desorbable value of methane content in coal and effective coefficient of diffusion. The construction of the measurement device allows to operate under mining conditions. Significant reduction of the size grade of a coal sample results in cutting the time of observation of the gas emission process down to twenty-four hours. This paper includes a description of the device, presentation of the prototype and examples of laboratory tests results.

19

Wyznaczanie metanonośności pokładów na podstawie pomiarów wskaźnika intensywności desorpcji na przykładzie wyników z wybranej kopalni węgla kamiennego

Dutka B., Skoczylas N., Wierzbicki M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 2

29--34

PL

Oznaczenie metanonośności pokładów węgla kamiennego odbywa się na podstawie badań prowadzonych na próbkach kawałkowych oraz (najczęściej) zwiercinowych. W tym drugim przypadku istnieje Polska Norma określająca sposób oznaczania metanonośności w pokładach węgla kamiennego. Norma obejmuje również wyznaczanie metanonośności przybliżonej na podstawie pomiaru wartości wskaźnika intensywności desorpcji dwuminutowej. W pracy przeanalizowano zależności pomiędzy wartościami wskaźników intensywności desorpcji oraz metanonośnościami dla różnych pokładów kopalni „Zofiówka". Podano wartości współczynników a i b, równań regresji prostych w układzie Mn=&(Δp)+b. Pokazano, jakie różnice występują pomiędzy poszczególnymi pokładami. Różnice te wynikają najprawdopodobniej z różnic w wartościach współczynników dyfuzji dla poszczególnych pokładów. Przedstawione relacje pomiędzy metanonośnością a wskaźnikiem desorpcji służyć mogą do szacowania zawartości metanu w poszczególnych pokładach z mniejszą niepewnością pomiarową w porównaniu z normą.

EN

Determination of methane volume of hard coal seams takes place on the basis of a research conducted on lump samples and (most often) drilling samples. The latter is determined by a Polish Standard which describes the method of designation of methane volume of hard coal beds. The Standard includes also the determination of methane volume approximated on the basis of measurements of the two-minute desorption intensity index value. This paper presents an analysis of relations between the values of desorption intensity indexes and methane volumes for different coal beds in "Zofiówka" coal mine. The values of a and b coefficients of simple regression equations in the system Mn = a(Determination of methane volume of hard coal seams takes place on the basis of a research conducted on lump samples and (most often) drilling samples. The latter is determined by a Polish Standard which describes the method of designation of methane volume of hard coal beds. The Standard includes also the determination of methane volume approximated on the basis of measurements of the two-minute desorption intensity index value. This paper presents an analysis of relations between the values of desorption intensity indexes and methane volumes for different coal beds in "Zofiówka" coal mine. The values of a and b coefficients of simple regression equations in the system Mn = a(Δp) + b were presented. This work presents the differences between particular coal beds. These differences most likely result from the differences in values of diffusion coefficients for particular coal beds. The presented relations between the methane volume and the desorption index may be used for the estimation of methane concentration in particular coal beds with less measurement uncertainty than it would be in the Standard.

20

Pomiary ciśnienia metanu w pokładach węgla kamiennego w GZW mierzone metodą bezpośrednią

Wierzbicki M., Skoczylas N., Kudasik M.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 7

21--25

PL

Ciśnienie złożowe metanu w porach i szczelinach pokładów węgla kamiennego jest podstawowym czynnikiem determinującym stan zagrożeń zjawiskami gazodynamicznymi. Ze względu na problemy metrologiczne, jego pomiary wykonywane są stosunkowo rzadko. Autorzy opracowania skonstruowali sondy ciśnieniowe oraz wykonali liczną serię pomiarów ciśnienia złożowego w kopalniach GZW. Zmierzone ciśnienia złożowe mieściły się w przedziale 1,2÷12,3 bar. Także na krótkich otworach badawczych o długości 2 metry zarejestrowano ciśnienia zbliżone do 10 bar. Wyniki pomiarów ciśnienia złożowego potwierdziły, że pomiędzy poszczególnymi kopalniami występują istotne różnice średnich wartości mierzonych ciśnień.

EN

The coal seam methane pressure in pores and cracks of coal beds is a basic factor determining the level of risk of gaso-geodynamic phenomena. Due to some metrological problems, this parameter is not measured frequently. The authors of the paper constructed their own pressure probes and performed a series of multiple measurements of the coal seam methane pressure in the mines of the Upper Silesian Coal Basin. The measured values fell within the range of 1.2-12.3 bar. The values of ca. 10 bar were also registered in the shortest (2 m) test boreholes. At this point, it needs to be stated that there are considerable differences between mean pressure values measured in particular mining facilities.