Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sources of radon and its measurement techniques in underground uranium mines – an overview

Sahu P., Panigrahi D. C., Mishra D. P.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 3

11--18

EN

Purpose This study aims to identify the potential sources of radon exhalation and its measurement in underground uranium mines to control the radiation levels within safe limits and protect miners from radiation hazards. Methods An extensive literature review on radon exhalation in underground uranium mines from various sources such as uranium ore, backfill tailings and mine water has been carried out. The influence of different important factors, viz. ore grade, porosity, grain size and moisture content on radon exhalation has been discussed in depth. Different methods for the measurement of radon exhalation from various sources in mines have also been presented in this paper. Results The review of literature revealed that the radon exhalation rate in porous uranium bearing rocks is less affected by the ore grade than in non-porous rocks. The exhalation of radon from backfill tailings is quantitatively more significant than from the uranium ore itself due to higher bulk porosity and enhanced surface area. Thus, porosity is the dominant factor that affects the rate of radon exhalation from rock surfaces into mine openings. Practical implications The knowledge of the sources of radon and quantitative estimation of radon from various sources will be very much useful in the planning and designing of ventilation systems in underground uranium mines. The accurate measurement of radon exhalation in underground uranium mines can be made by choosing the optimum size of accumulation chamber and a suitable radon build-up period in the chamber. Originality/ value The study portrays the important sources of radon and its measurement techniques in underground uranium mines based on an extensive literature review. The methods of measurement of radon exhalation from the ore body and backfill tailings in underground uranium mines, used by the authors of this paper, comparatively give more accurate results than previously used methods. Furthermore, the methods are more effective in terms of portability, cost and time for measuring the average radon exhalation across a large.

2

CFD simulations for selection of appropriate blade profile for improving energy efficiency in axial flow mine ventilation fans

Panigrahi D. C., Mishra D. P.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 1

15--21

EN

Purpose This study focuses on one of the key design aspects of mine ventilation fans, i.e. the selection of an appropriate aerofoil blade profile for the fan blades in order to enhance the energy efficiency of axial flow mine ventilation fans, using CFD simulations. Methods Computational simulations were performed on six selected typical aerofoil sections using CFD code ANSYS Fluent 6.3.26 at angles of attack varying from 0 to 21 at an interval of 3 and at Reynolds number Re = 3 × 106, and various aerody-namic parameters, viz. coefficients of lift (Cl) and drag (Cd) as a function of angle of attack (α) were determined to assess the efficiency of the aerofoils. Results The study revealed that the angle of attack has a significant effect on the lift and drag coefficients and stall condition oc-curred at α values of 12 and 15 in most of the aerofoils. Based on the criterion of higher lift to drag ratio (Cl/Cd), a blade profile was chosen as the most efficient one for mine ventilation fans. Practical implications This study forms a basis for selecting appropriate blade profiles for the axial flow fans used for ventilation in mining industry. Originality/ value The application of an appropriate aerofoil blade profile will impart energy efficiency to the mine ventilation fans and thereby result in energy saving in mine ventilation.

3

Assessment of self-heating susceptibility of Indian coal seams – a neural network approach

Panigrahi D. C., Ray S. K.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1061--1076

EN

The paper addresses an electro-chemical method called wet oxidation potential technique for determining the susceptibility of coal to spontaneous combustion. Altogether 78 coal samples collected from thirteen different mining companies spreading over most of the Indian Coalfields have been used for this experimental investigation and 936 experiments have been carried out by varying different experimental conditions to standardize this method for wider application. Thus for a particular sample 12 experiments of wet oxidation potential method were carried out. The results of wet oxidation potential (WOP) method have been correlated with the intrinsic properties of coal by carrying out proximate, ultimate and petrographic analyses of the coal samples. Correlation studies have been carried out with Design Expert 7.0.0 software. Further, artificial neural network (ANN) analysis was performed to ensure best combination of experimental conditions to be used for obtaining optimum results in this method. All the above mentioned analysis clearly spelt out that the experimental conditions should be 0.2 N KMnO4 solution with 1 N KOH at 45°C to achieve optimum results for finding out the susceptibility of coal to spontaneous combustion. The results have been validated with Crossing Point Temperature (CPT) data which is widely used in Indian mining scenario.

PL

W pracy omówiono możliwości wykorzystania metody elektro-chemicznej zwanej metodą określania potencjału utleniającego w procesie mokrym do określania skłonności węgla do samozapłonu. Dla potrzeb eksperymentu zebrano 78 próbek węgla z trzynastu kopalni w obrębie Indyjskiego Zagłębia Węglowego. Przeprowadzono 936 eksperymentów, w różnych warunkach prowadzenia procesu aby zapewnić standaryzację metody w celu jej szerszego zastosowania. Dla każdej próbki przeprowadzono 12 eksperymentów metodą badania potencjału utleniającego w procesie mokrym. Wyniki skorelowano z własnościami danego węgla przez przeprowadzenie badania petrograficznych i wytrzymałościowych parametrów węgla. Procedurę korelacji wykonano z wykorzystaniem oprogramowania Design Expert 7.0.0, następnie przeprowadzono analizę z wykorzystaniem sieci neuronowych w celu opracowania najkorzystniejszej kombinacji warunków eksperymentu do wykorzystania dla uzyskania optymalnych wyników. Badania wykazały, że najkorzystniejsze warunki dla procesu to zastosowanie roztworu 0.2 N KMnO4 z 1 N KOH przy 45°C dla uzyskania optymalnych wyników określania skłonności pokładów do samozapłonu. Walidację wyników przeprowadzono w oparciu o wyniki badania metodą określania temperatury przejścia (Crossing Point Temperature), szeroko stosowaną w przemyśle wydobywczym w Indiach.

4

An investigation to optimise the experimental parameters of differential scanning calorimetry method to predict the susceptibility of coal to spontaneous heating

Mohalik N. K., Panigrahi D. C., Singh V. K.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 3

669-689

EN

Researchers all over the world have attempted to study spontaneous heating susceptibility of coal by different methods. Amongst all these methods, thermal studies have been widely applied. There are many techniques used in thermal studies of coal and these are differential thermal analysis, differential scanning calorimetry (DSC), crossing point temperature, modified crossing point temperature, puff temperature, initial temperature determination, Russian method, H2O2 method, Olpinski index and adiabatic calorimetry. It may be mentioned here that amongst these techniques DSC has been found to be more sophisticated and it gives reproducible results under similar experimental conditions. These experimental conditions are atmosphere of heating, sample size, heating rates, flow rates of carrier gas and amount of sample. However, different researchers all over the world have used different experimental conditions and got different results. These results cannot be comparable. As a result the mine planners and practicing engineers are not in a position to apply these results for planning and operating the mines. Therefore, the authors have carried out 84 numbers of DSC experiments to optimise these experimental conditions, so that it can be uniformly applied for comparing the proneness of coal to spontaneous heating. The outcome of the study will be useful by the mine planners and practicing engineers to take ameliorative measures in advance to prevent the occurrence of coal mine fire.

PL

Stosując różnorodne metody, naukowcy na całym świecie usilnie badają zjawisko samozapalenia węgla i analizują tendencje węgli do samozapłonu, przy czym w badaniach najczęściej stosowane są metody termiczne. Istnieje wiele technik stosowanych w metodzie termicznej, przykładowo: różnicowa analiza termiczna, różnicowa kalorymetria scanningowa (DSC), pomiary temperatury przejścia oraz temperatury powiewu, określenie temperatury początkowej dla procesu, metoda rosyjska, metoda H2O2, metoda wskaźnika Olpińskiego, kalorymetria adiabatyczna. Należy nadmienić, że spośród tych wszystkich metod kalorymetria scanningowa jest metodą najbardziej zaawansowaną, zapewniająca powtarzalność wyników w warunkach eksperymentu. Warunki eksperymentu obejmują atmosferę cieplną, rozmiar próbki, przepływy ciepła, natężenie przepływu gazu oraz wielkość próbki. Niestety, badacze w skali świata przeprowadzali eksperymenty w różnych warunkach i uzyskiwali różne wyniki, których nie da się porównać. W rezultacie, projektanci kopalń i inżynierowie górnictwa nie są w stanie wykorzystać wyników tych badań na etapie projektowania kopalń oraz w trakcie ich eksploatacji. dlatego też autorzy przeprowadzili 84 eksperymenty z użyciem metody różnicowej kalorymetrii scanningowej celem zoptymalizowania warunków eksperymentu, tak by wyniki mogły być skutecznie wykorzystywane dla oceny tendencji węgli do samozapłonu. Wyniki badań winny stanowić wsparcie dla projektantów kopalń i inżynierów górników, tak by mogli podejmować odpowiednie środki zapobiegawcze dla uniknięcia spontanicznego zapłonu węgla w kopalni.

5

Development of a mathematical model for injecting nitrogen to inerties the goaf a working panel in coal mines

Panigrahi D. C.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 2

175-190

EN

The paper presents the development of a mathematical model to predict the oxygen concentration in goaf of working panels in coal mines with nitrogen infusion to prevent the occurrence of fire. Effect of a few controllable parameters, viz. nitrogen plant capacity, air leakage into the goaf and level of impurity in the generated nitrogen; on oxygen concentration in the goaf have also been studied and presented in the paper. The model is simple and can be applied with ease white deciding the nitrogen infusion system in coal mines.

PL

Praca przedstawia opracowany model matematyczny prognozowania wielkości stężenia tlenu w zrobach eksploatowanego pola w kopalniach węgla, po wprowadzeniu do zrobów azotu dla zapobiegania pożarom. Model matematyczny umożliwiający symulacje prędkości przepływu azotu, stężenia tlenu w zrobach obejmuje dwa etapy. W pierwszym etapie przyjmuje się założenia upraszczające, model zostaje sformułowany od strony koncepcyjnej. W drugim etapie przyjmowane są bardziej realistyczne założenia, umożliwiające stosowanie modelu do warunków rzeczywistych. Należy zauważyć, że najciekawszym elementem w etapie 2 jest prognoza zużycia tlenu w zrobach poprzez trzy procesy: sorpcję (absorpcję i adsorpcję), utlenianie w niskich temperaturach prowadzące do powstawania tlenku węgla oraz utlenianie prowadzące do powstawania dwutlenku węgla. Ponadto, do modelu wprowadzono szereg realistycznych parametrów. Głównym celem zaprezentowania tego modelu w dwóch etapach jest dogłębne zrozumienie procesów obejmujących prace nad modelem. Przykłady symulacji numerycznych podane zostały w celu zbadania wpływu wydajności urządzeń do wprowadzania azotu, obecności zanieczyszczeń w azocie i wypływów powietrza na stężenie tlenu w zrobach. Należy nadmienić, że model opracowany został od podstaw, jest to model prosty, który łatwo odnieść do warunków terenowych. Model ten wykorzystywać można w celu określania wymaganej wydajności urządzeń doprowadzających azot dla określonych warunków eksploatacji pola. Należy zauważyć, że stężenie tlenu w zrobach można zmniejszyć poprzez ograniczenie wypływu powietrza do zrobów i poprzez ograniczenie ilości zanieczyszczeń w azocie. Model ten wykorzystywać można także dla ułatwienia procesu doboru wymaganej wydajności urządzeń doprowadzających azot poprzez zmniejszenie wartości powyższych parametrów. Autor ma nadzieję, że opracowany model okaże się pomocny dla planujących wydobycie oraz praktyków górniczych, aby mogły zostać podjęte odpowiednie działania zabezpieczające przed pożarem w kopalniach.