Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Założenia modelu konceptualnego narażenia pracowników na toksyczne produkty spalania w wyniku pożarów egzogenicznych w kopalniach głębinowych

Wachowicz J., Iwaszenko S., Wypior K., Janoszek T.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2014

|

nr 11

3--8

EN

The paper discusses the threat caused by toxic substances created during exogenous fires in underground mines. These substances, referred to as toxic combustion products, are generated in the process of thermal and thermo-oxidative degradation of materials used by mining equipment and within the mining excavation infrastructure. The paper focuses on the materials used in the manufacture of conveyor belts. It discusses the concept of a model describing the creation of toxic combustion products, their transport within the excavations and employee exposure to these substances. The application of kinetic models for the description of the toxic substances emission process has been proposed, as well as the implementation of numerical fluid mechanics as a basis for the propagation forecasting of these substances within mining excavations. It has been assumed that the assessment principle of the health-related consequences for mining employees will be the absorbed dose of a toxic substance, determined on the basis of its predicted concentration value in air. The developed and presented conceptual model will be employed as a starting point for the creation of a complete mathematical model of a mine.

PL

W artykule przedstawiono ideę szacowania narażenia pracowników kopalń głębinowych na toksyczne produkty spalania. Substancje te powstają podczas pożarów egzogenicznych, obejmujących elementy wyposażenia technicznego wyrobisk. W pracy skupiono uwagę na taśmach przenośnikowych. Zaproponowany model obejmuje trzy powiązane ze sobą grupy zjawisk: uwalnianie toksycznych produktów spalania, ich transport w sieci wyrobisk oraz wpływ na organizm ludzki. W artykule zaprezentowano sposób opisu modelowego dla każdej z grup, jak też sposób ich wzajemnego powiązania w model całego rozważanego zjawiska. Wskazano również użyteczność badań TGA do wyznaczania parametrów kinetycznych występujących w zaproponowanym modelu.

2

Założenia do analizy ryzyka wystąpienia pożaru podziemnego z udziałem taśm przenośnikowych w kopalniach głębinowych

Wachowicz J., Iwaszenko S., Wypior K., Janoszek T.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 5

113--122

PL

Artykuł stanowi omówienie założeń do analizy ryzyka narażenia na produkty pochodzące termicznego rozkładu substancji organicznych w warunkach pożaru podziemnego z udziałem taśm przenośnikowych. Dokonano przeglądu pozycji literaturowych traktujących o pożarach egzogenicznych, w tym o wpływie procesu przewietrzania wyrobisk górniczych oraz ich geometrii na ruch ciepła i masy jako czynników przydatnych do oceny ryzyka narażenia na toksyczne produkty spalania (TPS) podczas pożarów egzogenicznych. Przedstawiono wyniki badań głównych składników gazu pożarowego wybranych próbek materiałów, z których obecnie wykonywane są taśmy przenośnikowe. Ustalono możliwy scenariusz oraz mechanizm narażenia ludzi przebywających w strefie pożaru, które mogą stanowić założenie do metody oceny ryzyka na produkty rozkładu termicznego TPS. Przeanalizowano rolę metod numerycznego modelowania CFD w prognozowaniu procesu przenoszenia produktów TPS w warunkach zaistniałego pożaru egzogenicznego w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej. Dokonano przeglądu prac uwzględniających informacje o wykorzystaniu, do analizy wspomnianych czynników, modelowania zagrożenia pożarowego w wyrobiskach górniczych, z wykorzystaniem metody numerycznej CFD.

EN

This article presents a discussion of the assumptions for the analysis of risk of exposure to toxic products of combustion (POC) under the conditions of underground fire. The authors made a review of the subject literature, including the impact of ventilation process of mine workings and their geometry, movement of heat and mass transfer as factors that are relevant for the assessment of the exposure risk to toxic products of combustion during the exogenous fire. The test results of the major components of the POC were presented. The possible scenario and the mechanism of human exposure were developed, which can be an assumption for the methods of risk assessment. The role of CFD numerical modelling methods in predicting the transfer process of the POC under the conditions of exogenous fire was analyzed.

3

Prognozowanie zagrożeń toksycznymi produktami spalania w pożarach taśm przenośnikowych w wyrobiskach górniczych

Wachowicz J., Iwaszenko S., Wypior K., Janoszek T.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 6

51--61

PL

W pracy przedstawiono wybraną metodę prognozowania narażenia pracowników kopalni na toksyczne produkty spalania (TPS). Podstawą wykonania prognozy jest zastosowanie narzędzi informatycznych w postaci modelu numerycznego wykorzystującego numeryczną mechanikę płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics). Scharakteryzowano również metody badania produktów gazowych powstających podczas rozkładu termicznego (termooksydacji) próbek taśm przenośnikowych. Otrzymane wyniki oraz ich analiza pozwoli na opracowanie metody prognozowania narażenia na emisję toksycznych produktów termooksydacji. Zaproponowano sposób rozwiązania problemu składający się z utworzenia modelu numerycznego geometrii wyrobiska (model przestrzenny). Numeryczny model geometrii układu wyrobisk kopalni objętych analizą stanowi w istocie przedstawienie przestrzeni objętej wyrobiskami w dyskretnej, numerycznej postaci. Stanowi podstawową informację wejściową do modelu numerycznego CFD (zwanego w opracowaniu modelem numerycznym) opracowanego jako narzędzie obliczeniowe wspomagające wykonanie prognozy. Do modelu tego potrzebne są wyznaczane w oparciu o obowiązujące metody badania palności parametry opisujące rozkład materiału taśmy. Wyznaczone w oparciu o opracowany model numeryczny CFD zmienne w czasie pola stężeń toksycznych produktów spalania będzie stanowić podstawę do oceny narażenia pracownika. Opracowane narzędzia składają się na kompletny model numeryczny służący do prognozowania narażenia na toksyczne produkty spalania, a przedstawiony opis postępowania stanowi trzon metodyki wyznaczania narażenia na toksyczne produkty spalania w podziemiach kopalń.

EN

This paper presents a method of forecasting the exposure of miners to toxic products of combustion (POC). The forecast is of gaseous products released during thermo oxidation of samples of the conveyor belts were characterized. The analysis of the results may allow to develop a method of forecasting the exposure to toxic products of combustion. A solution to the problem on the basis of a numerical model of the excavation was proposed. Numerical model of the geometry of mine workings is a representation of the space covered by the excavations in a discrete, numerical form. It is a basic input information for the CFD numerical model developed as a tool to support the execution of computational forecasts. Parameters determined on the basis of the existing test methods describing thermal decomposition of conveyor belts are necessary. The time-varying fields of toxic concentrations of POC determined on the basis of the solution of numerical model will be essential for the assessment of the workers’ exposure. The developed tools are components of the complete numerical model which is applied to predict the exposure of workers to toxic POC while the presented procedure is the core of this methodology and allows to determine the exposure to toxic products of combustion in underground coal mines.

4

Analiza termiczna mieszanek gumowych stosowanych do wyrobu taśm przenośnikowych dla górnictwa

Wachowicz J., Wypior K.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2006

|

nr 4

33-51

PL

W artykule przedstawiono analizę termiczną próbek gumy wykonanych z kauczuków: butadienowo-styrenowego, nitrylowego i chloroprenowego. Analiza obejmowała badania derywatograficzne i różnicowej kalorymetrii skaningowej w atmosferze tlenu oraz azotu. Na podstawie uzyskanych wyników opisano poszczególne etapy rozkładu termicznego próbek podczas ich ogrzewania. Stwierdzono, że przebieg krzywych derywatograficznych zależy od rodzaju kauczuku zastosowanego do sporządzania gumy i zawartości związków chemicznych stanowiących środki uniepalniające. Guma wykonana na bazie kauczuku styrenowo-butadienowego (próbka A), nie zawierała w swym składzie dodatków uniepalniających i charakteryzowała się niskoenergetycznym, początkowym etapem rozkładu termicznego, natomiast kolejne etapy wiązały się z wydzieleniem dużej ilości ciepła. Pozostałe próbki charakteryzowały się wyraźnym egzotermicznym charakterem pierwszego etapu rozkładu termicznego, natomiast drugi etap był zwykle niskoenergetyczny, na co niewątpliwie miały wpływ dodatki uniepalniające. W trzecim etapie rozkładu, działanie dodatków uniepalniających było już znacznie osłabione, stąd wyraźnie egzotermiczny charakter tego etapu. Dodatek substancji uniepalniających do kauczuku, który bez ich zastosowania może łatwo ulegać zapaleniu, spowodował obniżenie energii cieplnej wydzielanej w drugim etapie rozkładu termicznego. Zaobserwowano również znaczne poszerzenia zakresu temperatury, w której zachodził rozkład badanych próbek. Była to temperatura bliska 900°C. Podobne wnioski można wyciągnąć, analizując wyniki badań wykonanych techniką DSC. Reasumując należy stwierdzić, że w przypadku badanych materiałów stwierdzono wyraźny wpływ składu chemicznego gum (głównie dodatków uniepalniających) na przebieg rozkładu termicznego. Dodatki te powodują zmniejszenie szybkości rozkładu termicznego. Ponadto wzrost zawartości dodatków uniepalniających powoduje podwyższenie temperatury, w której próbka rozkłada się całkowicie.

EN

In the paper, thermal analysis was presented of rubber samples made on a basis of rubbers: butadiene-styrene, nitryle and chloroprene. Analysis included derivatographic tests and differential scanning calorimetry in atmosphere of oxygen and nitrogen. On the basis of obtained results, individual stages were described of thermal decomposition of tested samples during their heating. On the basis of obtained for the rubber thermal decomposition results' analysis, it was confirmed, that a course of derivatographic curves depends on a kind of caoutchouc used for preparing the rubber and on a content of chemical compounds used as flameproofing agents. Rubber obtained on the base of styrene-butadiene rubber (sample A) does not contain flameproofing additives in its composition and it characterises with low-energetic, initial stage of thermal decomposition, however the next stages are associated with emission of large quantity of heat. Remaining samples are characterised by clear exothermic character of first stage of thermal decomposition, however second stage is usually low energetic, what is undoubtedly influenced by flameproofing additives incoming into their composition. Yet, in third stage of decomposition, an activity of flameproofing additives is weakened considerably, and this results in clearly exothermic character of this stage. On the basis of conducted tests, it can be stated that addition of flameproofing substances to rubber, which may easily undergo inflammation without use of them, caused lowering of thermal energy released in the second stage of thermal decomposition. Considerable extensions of range of temperatures were observed also for which decomposition of tested samples had taken place. In this case, it was the temperature close to 900°C. Similar conclusions may be withdrawn when analysing results of tests conducted with DSC technique. Recapitulating, one should state that in the case of tested materials clear influence of chemical composition of resins was confirmed (mainly flameproofing additives) onto a course of thermal decomposition. These additives cause decreasing of the thermal decomposition rate. Moreover, increase of content of flameproofing additives causes rise of temperature in which the sample decomposes entirely.

5

Badania doświadczalne zjawisk sorpcji fizycznej zachodzących na powierzchni ścierów gumowych

Warmuziński K., Tańczyk M., Jaschik M., Wachowicz J., Wypior K.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2005

|

nr 5

5-16

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących sorpcji fizycznej na powierzchni ścierów gumowych. Wyznaczono izotermy oraz krzywe kinetyczne związane z adsorpcją głównych składników powietrza na próbkach ścieru gumy CR/BR. Stwierdzono jednoznacznie brak fizycznej adsorpcji tlenu i azotu na badanych próbkach.

EN

The results of experimental studies are presented concerning the physical sorption of air onto rubber scraps. Adsorption isotherms and kinetic curves were measured for the adsorption of oxygen and nitrogen over the CR/BR rubber scraps. No physical adsorption of O2 or N2 was found for the samples analysed.

6

Samozagrzewanie produktów ścierania okładek gumowych taśm przenośnikowych

Wachowicz J., Wypior K.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2003

|

nr 4

51-68

PL

Praktyka ubiegłych lat wykazała, że przenośniki taśmowe stanowią jedną z głównych przyczyn pożarów egzogenicznych w kopalniach. Główny element przenośnika - taśma przenośnikowa - może być zarówno przyczyną pożaru, jak i powodem jego rozprzestrzeniania się. Aby zminimalizować to niebezpieczeństwo, w górnictwie podziemnym stosuje się wyłącznie trudno palne taśmy przenośnikowe. Pomimo tego, jak również stosowania wielu dodatkowych środków bezpieczeństwa, zidentyfikowane zostało nowe zagrożenie związane z pracą przenośników, polegające na tworzeniu się, a następnie samozagrzewaniu produktów ścierania bieżników taśm przenośnikowych. Ściery z bieżników taśm przenośnikowych, w warunkach pracy pod ziemią, powstają najczęściej na skutek tarcia, co powoduje podwyższenie ich temperatury już podczas samego procesu ich powstawania. Zważywszy na konieczność ciągłego przewietrzania chodników kopalnianych, związaną z wymuszonym ruchem powietrza wokół nagrzanego ścieru, niebezpieczeństwo zaistnienia gwałtownej reakcji z wydzieleniem ciepła jest duże. Dotychczas nie stwierdzono zapalenia się ścierów gumowych płomieniem, zaobserwowano jednak występowanie wysokiej temperatury, do której nagrzewały się ściery (ok. 600 °C). Ze względu na fakt, że w warunkach naturalnych następuje bezpośredni kontakt rozgrzanego ścieru z węglem, istnieje poważne niebezpieczeństwo powstania pożaru. Przedstawione w artykule badania stanowią próbę wyjaśnienia zjawiska samozagrzewania produktów ścierania bieżników gumowych taśm przenośnikowych. Omówiono wyniki analizy termicznej (DTA) oraz badań samozagrzewania ścierów trzech rodzajów mieszanek gumowych stosowanych do produkcji taśm przenośnikowych. Dowiedziono istotnego wpływu rozdrobnienia materiału używanego na bieżniki taśm na jego skłonność do samozagrzewania (niezależnie od zastosowanych środków uniepahuających). Ponadto, określono wpływ temperatury otoczenia oraz atmosfery na przebieg zjawiska samozagrzewania ścierów gumowych oraz wyznaczono parametry krytyczne samozagrzewania. Temperatura krytyczna ścierów okładek gumowych taśm przenośnikowych oznaczona według normy PN-93/G-04558 wynosi: mieszanka MK (kauczuk chloroprenowy) 225 °C, mieszanka GB (kauczuk nitrylowy) 215 °C, mieszanka PZ (kauczuk butadienowo-styrenowy) 225 °C. Badania temperatury krytycznej wykonano, stosując trzy różne szybkości przepływu powietrza (10,25, 40 dm3/h). Wykazano możliwość zagrożenia pożarowego wynikającego ze skłonności do samozagrzewania produktów ścierania okładek taśm przenośnikowych stosowanych w kopalniach węgla kamiennego.

EN

As practice has proved in the last years, conveyor belts are one of the main reasons of exogenous fires in collieries. The belts as main part of a conveyor, often working in hard conditions, may be both the reason of fires and the path of its spreading. la order to minimize this kind of hazard there are excessively fire-resistant conveyor belts used in underground mining. Despite that, and application in collieries many additional safeguards, new threat connected with operation of conveyors have been defined. This is formation and self-heating of rubber belts abrasion products. Abrasion products of used in underground mining conveyor belts usually result from friction that is accompanied by increasing temperature of those products. Considering the necessity of continuous ventilation of mining galleries which is connected with forced air circulation around the hot abrasion products, there is a big danger of arising a rapid heat emission reaction. Although materials testing have not proved ignition of the abrasion products so far, however high temperatures (about 600 °C) up to which they have become heated have been observed Because of the fact that underground there is a direct contact of abrasion products with coal the danger of arising fire is high. Research works presented in this article are to explain the effect of self-heating of rubber belts abrasion products of conveyor belts. Results of the thermal analysis (DTA) as well as of material testing of self-heating of three tends of robber compounds applied in conveyor belts production have been discussed. Substantial influence of refinement of the material used for conveyor belts production and its inclination to self-heating (irrespective of added incombustible components) has been proved. Moreover, influence of ambient and atmospheric temperatures on the course of self-heating effect of rubber abrasion products as well as critical parameters of self-heating have been defined. Critical temperatures of rubber belts abrasion products of conveyor belts, fixed by device, in accordance with Polish Standard PN-93/G-04558, amount to: 225°C in case of the MK compound (chloroprene rubber), 215°C in case of the GB compound (nitrile rubber) and 225°C in case of the FZ compound (styrene-butadiene rubber). Three different air flow velocities (10, 25 and 40 dm3/h]) have been applied in measurements of the critical temperature. Possibility of fire hazard resulting from the inclination to self- heating of the rubber belts abrasion products in collieries has been proved.

7

Badanie palności przewodów i kabli metodą kalorymetru stożkowego

Wachowicz J., Sobieszczuk G., Wypior K.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2003

|

nr 5

31-37

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań palności przewodów i kabli, wykorzystując nową metodę badania opracowaną w oparciu o kalorymetrię zużycia tlenu. Badania wykonano posługując się kalorymetrem stożkowym, wykorzystując procedurę opracowaną w ramach międzynarodowego programu badawczego FIPEC. Uzyskane wyniki badań porównano z wynikami prezentowanymi w literaturze przez innych badaczy. Nowa metoda badawcza pozwala na oznaczenie kilku istotnych parametrów ogniowych materiałów stosowanych na warstwy zewnętrzne jak również samych przewodów i kabli (czas zapalenia, szybkość wydzielania ciepła, całkowita ilość wydzielonego ciepła, efektywne ciepło spalania, ubytek masy).

EN

The article presents the results of cable combustibility tests using a new testing method based on oxygen consumption calorimetry. The tests were conducted by means of a conic calorimeter using the procedure developed within the framework of an international research project FIPEC. The obtained test results were compared with those presented literature by other research workers. The new research method enables to determine some important fire parameters of materials used for cable coating and, as well, for nothing but cables (time of ignition, speed of heat emission, total quantity of emitted heat, effective heat of combustion, mass decrement).