PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 47

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
1
Content available remote Wyłączenie przewietrzania kopalni Ruch "Anna" – symulacja numeryczna
Dziurzyński W., Krawczyk J., Pałka T., Krach A.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2018
|
T. 20, nr 3
189--196
PL
Przedstawiono wyniki symulacji przepływu mieszaniny powietrza i metanu w wyrobiskach kopalni Rydułtowy- Anna dla Ruchu Anna podczas końcowego etapu likwidacji wyrobisk kopalni Anna. Ta faza likwidacji kopalni obejmowała postawienie tam w wyrobisku łączącym Ruch Anna z Ruchem Rydułtowy oraz na wyłączeniu wentylatora na szybie Ryszard z równoczesnym otamowaniu szybów wdechowych Chrobry I i II. Przedstawiono zmiany w rozpływie powietrza i rozkładzie stężenia metanu. Symulacja potwierdziła przydatność programu komputerowego VentGraph do analizy stanu atmosfery w otamowanych wyrobiskach likwidowanenej kopalni Anna.
EN
The paper is connected with a process of abandonment of the Anna coal mine. Results of a computer simulation of the flow of air and methane mixture in the excavations of the Rydułtowy-Anna mine complex were presented during the final stage of the abandonemet of underground workings of the Anna mine subregion. This phase of the mine's liquidation included construction of separating seals in the excavation connecting the Subregion Anna with the Subregion Rydułtowy and stoppage of the fan at the Ryszard shaft with the simultaneous blockage of the inlet shafts Chrobry I and II. Changes in the airflow distribution and distribution of methane concentration are presented. The simulation confirmed the usefulness of the VentGraph computer program to analyze the state of the atmosphere in the sealed excavations of the Anna mine.
2
Content available remote Badania eksperymentalne wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w rejonie ściany wydobywczej
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2018
|
T. 20, nr 4
249--267
PL
Badania prowadzone w polskim i światowym górnictwie pokazują, że zagrożenie metanowe często powoduje utratę ciągłości pracy kompleksów ścianowych oraz ma również istotny wpływ na warunki bezpieczeństwa załóg w ścianie. Praktyka górnicza pokazuje, że w kopalniach silnie metanowych właśnie metan często stanowił podstawowe ograniczenie dla nowoczesnych i wysokowydajnych kompleksów ścianowych. Badania wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w ścianie oraz powstawania stanów nieustalonych prędkości powietrza i stężenia metanu prowadzono w warunkach polskich kopalń Budryk oraz Bielszowice. Systemy monitorowania stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wiele informacji o stanie parametrów powietrza w ścianach wydobywczych i wyrobiskach przyległych. Niezależnie od bieżącej kontroli i monitorowania parametrów w systemach gazometrii prowadzone są badania eksperymentalne „in-situ, które wzbogacają bazy danych i mogą być wykorzystane do weryfikacji modeli numerycznych. W artykule wybrano obserwacje i badania wykonane w ścianie Cw-4 w pokładzie 364/2 kopalni Budryk. W obserwacji stanu metanowego w ścianie Cw-4 niezależnie od rejestracji parametrów powietrza w systemie monitorowania wykorzystano dodatkowe czujniki zabudowane w końcowym biegu ściany od strony zawału oraz rejestracje prędkości powietrza i stężenia metanu w systemie wielopunktowym zabudowanym w wybranym przekroju poprzecznym ściany. Dane z rozszerzonego systemu były na bieżąco zapisywane w archiwach systemów monitorowania, a systemu wielopunktowego bezpośrednio w pamięciach metaanemometrów, co pozwoliło na wykonanie analizy porównawczej uzyskanych zapisów z wielu metanomierzy. Ważnym elementem prowadzonych analiz była równoczesna rejestracja stężenia metanu w ścianie wraz z informacją o czasie pracy, kierunku jazdy kombajnu oraz rodzaju pracy urabianie/ czyszczenie.
EN
Research conducted in the Polish and global mining shows that the methane hazard has a significant impact on the safety of machine operators in the longwall, and is also limiting the loss of longwall work. The mining practice shows that in methane coal mines, methane is often the basic limitation for modern and high-efficiency longwall complexes. Research on the impact of mining with the combine on aeration conditions in the longwall and the formation of transient air velocities and methane concentrations were conducted in the Polish mines Budryk and Bielszowice. Monitoring systems used in hard coal mines provide a lot of information on the status of air parameters in mining longwalls and adjacent excavations. Regardless of the current control and monitoring of parameters in gasometry systems, in-situ experiments are carried out in the databases and can be used to verify numerical models. The article selected observations and tests carried out in the Cw-4 longwall in board 364/2 of the Budryk mine. In observation of the methane state in the Cw-4 longwall, additional sensors installed in the end part of the longwall from the side of the gob and registrations of air velocity and methane concentration in the multipoint system built in the selected longwall cross-section were used regardless of the air parameters recorded in the monitoring system. The data from the extended system were recorded on an ongoing basis in the archives of the monitoring system, and the multipoint system was directly stored in the metaanemometers, which allowed to perform a comparative analysis of the obtained records from many methane detectors. An important element of the analyzes was the simultaneous registration of the methane concentration of the longwall together with information on the operating time, the direction of the shearer and the type of work the mining / cleaning.
3
Content available Shearer control algorithm and identification of control parameters
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.
Archives of Mining Sciences
|
2018
|
Vol. 63, no. 3
537--552
EN
This paper describes the concept of controlling the advancement speed of the shearer, the objective of which is to eliminate switching the devices off to the devices in the longwall and in the adjacent galleries. This is connected with the threshold limit value of 2% for the methane concentration in the air stream flowing out from the longwall heading, or 1% methane in the air flowing to the longwall. Equations were formulated which represent the emission of methane from the mined body of coal in the longwall and from the winnings on the conveyors in order to develop the numerical procedures enabling a computer simulation of the mining process with a longwall shearer and haulage of the winnings. The distribution model of air, methane and firedamp, and the model of the goaf and a methanometry method which already exist in the Ventgraph-Plus programme, and the model of the methane emission from the mined longwall body of coal, together with the model of the methane emission from the winnings on conveyors and the model of the logic circuit to calculate the required advancement speed of the shearer together all form a set that enables simulations of the control used for a longwall shearer in the mining process. This simulation provides a means for making a comparison of the output of the mining in the case of work using a control system for the speed advancement of the shearer and the mining performance without this circuit in a situation when switching the devices off occurs as a consequence of exceeding the 2% threshold limit value of the methane concentration. The algorithm to control a shearer developed for a computer simulation considers a simpler case, where the logic circuit only employs the methane concentration signal from a methane detector situated in the longwall gallery close to the longwall outlet.
PL
W pracy opisano koncepcję układu sterowania prędkością posuwu kombajnu, którego celem jest eliminacja wyłączeń napięcia zasilania urządzeń w ścianie i chodnikach przyległych związana z przekroczeniem progu 2% stężenia metanu w prądzie powietrza wypływającym z wyrobiska ścianowego lub 1% w powietrzu dopływającym do ściany. Dla opracowania procedur numerycznych umożliwiających symulację komputerową procesu urabiania kombajnem ścianowym i odstawy urobku podano związki opisujące emisję metanu z urabianej calizny węglowej ściany i z urobku na przenośnikach. Razem z już istniejącymi w programie Ventgraph-Plus modelem rozpływu powietrza, metanu i gazów pożarowych, modelem zrobów i modelem metanometrii, model emisji metanu z urabianej calizny ściany, model emisji metanu z urobku na przenośnikach i model układu kalkulacyjnego obliczającego wymaganą prędkość posuwu kombajnu tworzą zestaw umożliwiający wykonanie symulacji sterowania kombajnem ścianowym w procesie urabiania. Symulacja ta pozwala na porównanie wydajności urabiania przy pracy z układem sterowania prędkością posuwu kombajnu i wydajności urabiania bez tego układu, gdy występują wyłączenia napięcia zasilania z powodu przekraczania progu 2 % stężenia metanu. Algorytm sterowania kombajnem utworzony dla symulacji komputerowej obejmuje prostszy przypadek, gdy układ kalkulacyjny wykorzystuje sygnał stężenia metanu tylko z metanomierza w chodniku nadścianowym w pobliżu wylotu ściany.
4
Content available remote Rozwój narzędzi komputerowych do wariantowych symulacji procesu przewietrzania w aspekcie wyznaczania bocznic przekątnych w KSW
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2016
|
T. 18, nr 4
21--31
PL
Rozwój ujednoliconego oprogramowania o nazwie VentGraph-Plus w oparciu o system monitoringu kopalni i pomiary ręczne jest kontynuowany. Za istotne uznano zwiększenie użyteczności rozwijanego programu komputerowego o zagadnienie wyznaczania bocznic przekątnych w złożonej strukturze wyrobisk kopalni podziemnej. Uzasadnieniem takiego wyboru uzupełnienia są zdobyte doświadczenia oraz potrzeba opracowania narzędzi do realizacji na modelu numerycznym symulacji rewersji wentylacji. Zasadniczym celem takich symulacji jest wyznaczenia miejsc lokalizacji tam wentylacyjnych potrzebnych do przeprowadzenia rewersji rejonu ściany przewietrzanego prądem wznoszącym lub schodzącym. Ważnym elementem strategii prowadzenia manewru wentylacji jakim jest rewersja, jest ustalenie miejsc lokalizacji tam wentylacyjnych, które trzeba otworzyć lub zamknąć dla wykonania manewru rewersji. W tym zakresie ciągle brak zadawalającego narzędzia wspomagającego przygotowanie prowadzenia takich manewrów, szczególnie w sytuacji wystąpienia pożaru. Prowadzone prace mają znaczenie praktyczne w aspekcie zagrożenia metanowego i pożarowego w kopalniach podziemnych węgla kamiennego. W tym celu opracowano dodatkowe moduły programu komputerowego VentGraph-Plus, które umożliwią użytkownikowi sprawną jego obsługę w zakresie wyznaczenia bocznic przekątnych, będących podstawą do realizacji manewrów wentylacji prowadzących do rewersji. W pracy przedstawiono krótki przegląd literatury zagadnienia, przyjętą metodę i zastosowany algorytm wyznaczania bocznic przekątnych. Pracę kończy opis nowych opcji programu komputerowego oraz przykład wyznaczenia bocznic przekątnych dla wybranej złożonej struktury wyrobisk dla kilku wybranych kopalń. W podsumowaniu zawarto wnioski odnoszące się do metody wyznaczania bocznic i jej przydatności dla prowadzenia manewrów tamami dla uzyskania rewersji wentylacji.
EN
The paper presents the stage of progress in the development of the multi-functional mine ventilation modeling software VentGraph-Plus. Operation of the software is closely linked with the dedicated in-situ measurements and indications of the monitoring system. Detection of diagonal airways in complex underground mine ventilation networks will be one of new functions enhancing usability of the software. Importance of knowledge, which airways are diagonal became more evident after the simulations of ventilation reversals. Core objective of such simulations is to point the places for ventilation door necessary to perform the reversal of flow in a longwall region with ascending or descending currents. So far there is no tool providing assistance in designing the sequence of operations for such maneuver, especially in case of an underground fire. Ongoing work has practical significance in terms of methane and fire hazard frequently occurring in Polish underground coal mines. For this purpose, additional modules the computer program VentGraph-Plus, which will allow the user designate the diagonal airways for planned ventilation reversal in an easy way have been developed. The paper presents a brief review of the state of the art, describes the idea of the methode of diagonal airways detection and the algorithm applied. Then follow examples using complex networks of some Polish collieries. Final conclusions relate to the method itself and its applicability.
5
Content available Podstawy budowy, regulacji rozpływu i monitoringu sieci odmetanowania
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Krawczyk J., Wasilewski St.
Przegląd Górniczy
|
2015
|
T. 71, nr 7
34--42
PL
W artykule przedstawiono podstawy funkcjonowania monitoringu sieci odmetanowania. Ocenia się, że wprowadzenie do praktyki monitoringu i regulacji pozwoli na poprawę efektywności ujęcia metanu. Omówiono podstawy teoretyczne regulacji przepływu mieszaniny metanu i powietrza w rurociągu odmetanowania oraz przedstawiono koncepcję automatycznej regulacji przepływu w sieci rurociągu odmetanowania. Przyjęto, że zastosowanie metod numerycznych i programu komputerowego VentOdmet do wyznaczania stanu sieci odmetanowania w połączeniu z obliczeniami programem VentGraph modelującym rozpływ powietrza w sieci wentylacyjnej rejonu umożliwia badanie wzajemnego wpływu tych dwóch sieci, w tym obliczanie rozpływu gazu w rurociągu odmetanowania i regulacji rozpływu. Przedstawiono przykład obliczeń na opracowanym modelu numerycznym wykonanej regulacji rozpływu metanu w sieci rurociągu odmetanowania kopalni „Z”. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci graficznej, korzystając ze schematu połączeń rurociągu odmetanowania.
EN
This paper briefly outlines the operating principles of monitoring of the methane drainage network. The introduction of methane flow control and monitoring to the mining practice is expected to help improve the efficiency of methane recovery. Theoretical background of the regulation of the flow in the methane drainage network and a concept of automatic flow control of the drainage system are presented. It is assumed that the application of specific numerical procedures and co-operation of the computer program VentOdmet, which is modelling operation of the methane drainage network, with the VentGraph program for modelling the airflow in ventilation network in the area, should allow for the interactions between those two networks to be reliably tested, including calculation and control of the methane drainage flows. Regulation of the drainage system at the colliery Zofiówka is presented as an example. Calculation data have been displayed graphically by use of the schematic diagram of methane control pipeline connections.
6
Content available remote Rozwój systemów symulacji procesu przewietrzania w rejonie ściany z uwzględnieniem czujników systemu gazometrii
Dziurzyński W., Pałka T., Krach A., Wasilewski S.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2015
|
Vol. 17, no. 1-2
3--19
PL
W Instytucie Mechaniki Górotworu PAN od szeregu lat rozwijany jest program komputerowy realizujący symulację procesu przewietrzania w rejonie ściany. Program uwzględnia emisję metanu związaną z urabianiem kombajnem i urobkiem na przenośniku, a także wykorzystuje dane zarejestrowane przez czujniki systemu gazometrii. Program wymaga dostarczenia wielu parametrów wynikających z modeli matematycznych zastosowanych do opisu zjawisk związanych z przewietrzaniem, ruchem kombajnu i przenośnika oraz dopływem metanu. Stąd wynika konieczność sformułowania metodyki uzyskania i przygotowania wiarygodnych danych do programu, koniecznych dla modelowania przepływów mieszaniny gazów w rejonie ściany i zrobach. Połączenie programów Ventgraph i VentZroby otwiera nowe możliwości symulacji przewietrzania wyrobisk ścianowych z uwzględnieniem przepływu powietrza przez zroby eksploatowanych ścian. Zostaną przedstawione kolejne etapy przygotowana szerokiej bazy danych wejściowych począwszy od parametrów charakteryzujących przepływ powietrza, specyfikacji źródeł dopływu metanu, pracy kombajnu oraz danych uzyskiwanych z systemu gazometrycznego kopalni. Systemy gazometrii automatycznej stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wiele informacji dotyczących bieżącego stanu parametrów powietrza w wyrobiskach kopalni. Dane rejestrowane na bieżąco oraz archiwizowane w bazach danych kopalnianych systemów nadzoru niezależnie od funkcji kontrolnych stanu wentylacji i zmian parametrów powietrza stanowią niezwykle cenny materiał poznawczy oraz pozwalają na szersze ich wykorzystanie. Ogromna liczba danych gromadzonych w kopalnianych systemach gazometrii automatycznej i nadzoru dyspozytorskiego oraz potrzeba i możliwości ich nowego wykorzystania wymagają wyboru narzędzi oraz metod, które potrafią te dane przetwarzać w celu pozyskania użytecznych informacji. Zaproponowano zastosowanie mechanizmów tzw. odkrywania wiedzy (ang. knowledge discovery) do przygotowania danych rejestrowanych w systemach gazometrii do celów analiz stanu przewietrzania oraz tworzenia modeli numerycznych jak i ich weryfikacji. Wykorzystanie danych rejestrowanych w systemie musi uwzględniać własności metrologiczne oraz specyficzne wymagania stosowania czujników stacjonarnych w systemach gazometrii automatycznej. W artykule wybrano wielkości fizyczne, które mogą być określane z danych rejestrowanych w systemie gazometrii oraz sformułowano podstawowe warunki ich wykorzystania do celów symulacji i weryfi kacji modeli numerycznych procesu przewietrzania.
EN
Research work has been continued at the Strata Mechanics Research Institute aimed to develop a computer programme for simulations of ventilation conditions in the longwall region. Key aspects to be addressed include methane emissions due to the mining operation using the combined shearer systems and conveyor installations. The programme utilises the data registered by the sensors of the gas monitoring systems. The procedure uses numerous parameters derived from mathematical models used for describing ventilation processes, motion of the shearer and of the conveyor and methane inflows, so the dedicated methodology is required specifying how to collect and prepare reliable data to be used in the programme and necessary for accurate modelling of flows of gas mixtures in the longwall regions and in the mine workings. Integration of the programmes Ventgraph and VentZroby offers a possibility to simulate the ventilation of the longwall region, taking into account the air flows through the workings being mined. Further stages will be outlined, involving the development of a database of input data: air flow parameters, specification of methane sources, operational parameters of the shearer system and the data from the gas monitoring system in the mine. The gas monitoring systems in coal mines provide a great deal of information about the current parameters of air in the mine workings. Alongside their control function, data registered on the online basis and those stored in the database of the supervisory systems provide most valuable information allowing their wide use. In order that this vast body of data should be effectively used, tools and methods are required allowing the data processing so as to obtain the relevant information. The knowledge discovery algorithms are proposed for handling the data registered by the gas monitoring systems to support the analyses of the ventilation conditions and development and verification of numerical models of the ventilation conditions. When utilising data registered in the system, cognisance should be taken of the metrological properties and specific requirements of the stationary sensors in the automatic gas monitoring systems. This study focuses on physical quantities which can be derived based on data registered by the gas monitoring systems and requirements are formulated for their application in simulations and verification of numerical models of ventilation conditions.
7
Content available remote Narzędzia komputerowe dla wariantowych symulacji procesu przewietrzana z dostępem do czujników systemu gazometrycznego kopalni
Dziurzyński W., Pałka T., Krach A., Wasilewski S.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2015
|
Vol. 17, no. 3-4
3--14
PL
Rozwój narzędzi komputerowych do wariantowych symulacji i analizy procesu przewietrzana w warunkach pracy zestawów wydobywczych (kombajn, przenośnik, obudowa) wymaga aktualizacji zastosowanych modeli w programie komputerowym poprzez rozbudowę o elementy procesu przewietrzania dotychczas pomijane. W pracy przyjęto zastosowanie czujników systemu gazometrycznego dla przygotowania danych początkowych i brzegowych dla prowadzenia wariantowych symulacji procesu przewietrzania w warunkach dopływu metanu. Rozpoczynając symulację, istotnym jest prawidłowe, zgodne z rzeczywistym dopływem metanu przygotowanie danych. Prowadzi to do wykonania tzw. bilansu masy metanu i wyznaczenie źródeł poprzez wskazanie miejsca jego wydzielania (np. zroby, calizna, przenośnik, przodki przygotowawcze) i wielkości dopływu masy metanu. W pracy przedstawiono rozważania poświęcone problemowi wyznaczania strumieni masy gazów, a w szczególności dopływu metanu do węzłów sieci i do wyrobisk rejonów eksploatacji systemami ścianowymi. Opracowano nowe procedury i algorytmy połączonego programu komputerowego VentGraph z modułem VentZroby tworząc program o nazwie VentGraph-plus (Dziurzyński i in., 2015b) dla wyznaczania bilansu gazowego w wyrobiskach kopalni, szczególnie bilansu metanu w rejonach i w pozostałych wyrobiskach kopalni. Celem sprawdzenia poprawności przyjętych procedur i algorytmów przygotowano przykład obliczeniowy dla rejonu ściany 420 i zrobów oraz z rejonu zlikwidowanej ściany 421 kopalni „W”. Wyznaczono strumień masy metanu dopływającego z rejonu ściany na podstawie danych zmierzonych w okresie dwu tygodni przez zainstalowane w rejonie ściany czujniki metanu i prędkości systemu gazometrycznego oraz przez dodatkowe pomiary ręczne. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci tabelarycznej i graficznej. Stwierdzono poprawność przyjętych procedur i algorytmów oraz ich przydatność do bilansowania metanu w wyrobiskach kopalni.
EN
The development of computer tools for multi-variant simulation and analysis of ventilation processes during the longwall mining (operation of shearer, conveyor, power roof support) needs extension of models used in a computer program considering elements of ventilation process so far neglected. In the paper the way of use of mine gas monitoring system sensors for the preparation of initial and boundary data for multi- -variant simulation of ventilation in the conditions of methane emission has been shown. Starting simulation, it is important to prepare data consistent with the actual inflow of methane. This leads to the implementation of the so-called methane mass balance and appointment of sources by an indication of its place (eg. goaf, coal face, conveyor, development headings) and the quantity of the mass flow of methane. The paper presents a discussion focusing on the problem of determining the mass flow of gases, especially methane to the network nodes and branches of the longwall regions New procedures and algorithms for determining the balance of the gas in mine workings, particularly in longwall regions and other mine workings have been developed. Coupling computer program VentGraph with a specialized goaf module VentZroby resulted in a new program named VentGraph-plus (Dziurzyński et al., 2015). In order to verify the correctness of the accepted procedures and algorithms a calculation example for the longwall region 420 and workings and the area of abandoned longwall 421 of the ‘W’ mine has been prepared. Upon data recorded by velocity and gas concentration monitoring during two weeks and supplementary manual measurements the methane inflow distribution has been evaluated. The results are presented in tabular and graphical form. It was found the appropriateness of the procedures and algorithms and their suitability for balancing methane in the mine workings.
8
Content available A reliable method of completing and compensating the results of measurements of flow parameters in a network of headings
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.
Archives of Mining Sciences
|
2015
|
Vol. 60, no. 1
3--24
EN
Forecasting a ventilation process is based on two factors: using a validated software (Dziurzyński et al., 2011; Pritchard, 2010) and a properly prepared database encompassing the parameters describing the flow of air and gases, compatible with the adopted mathematical model of the VentGraph software (Dziurzyński, 2002). With a body of measurement data and a mathematical model for computer calculations and air flow simulation at our disposal, we proceed to develop a numerical model for a chosen network of mine headings. Preparing a numerical model of a ventilation network of a given mine requires providing a collection of data regarding the structure of the network and the physical properties of its elements, such as headings, fans, or stoppings. In the case of fire simulations, it is also necessary to specify the parameters describing the seat of a fire and the properties of the rocks of which the rock mass is comprised. The methods which are currently applied to this task involve manual ventilation measurements performed in headings; the results obtained in the course of these measurements constitute a basis for determining physical parameters, such as the aerodynamic resistance of a heading, density of the flow of air, or natural depression. Experience shows that – due to difficulties regarding accessibility of headings, as well as the considerable lengths of the latter – there are some nodes and headings in mines where such measurements are not performed. Thus, an attempt was made to develop a new methodology that would provide the missing data on the basis of some other available information concerning – for example – the air density, the geometry of headings and elevations. The adopted methodology suggests that one should start with balancing the air mass fluxes within the structure of a network of headings. The next step is to compile a database concerning the pressure values in the network nodes, based on the measurement results – and provide the missing pressure values on the basis of the available results of measurements carried out in adjacent nodes, as well as the pressure value calculated on the basis of the heading geometry and the given volumetric flow rate. The present paper discusses the methodology of compensating and balancing the volumetric air flow rates within a network of headings (Chapter 2) and the methodology of determining pressure values (Chapter 3) in the nodes of the network. The developed calculation algorithms – verified by means of sample calculations performed for a selected area of a mine ventilation network – were introduced into the VentGraph software system. The calculation results were presented in tabular form. The Summary section discusses the minuses and pluses of the adopted methodology.
PL
Podstawą prognozy procesu przewietrzania jest posługiwanie się zwalidowanym programem komputerowym (Dziurzyński i in., 2011; Pritchard, 2010) oraz poprawnie przygotowaną bazą danych zawierającą parametry opisujące przepływ powietrza i gazów, zgodną z przyjętym modelem matematycznym w programie komputerowym VentGraph (Dziurzyński, 2002). Dysponując bazą danych pomiarowych oraz przyjętym do obliczeń komputerowych i symulacji procesu przewietrzania modelem matematycznym przystępujemy do opracowania modelu numerycznego dla wybranej sieci wyrobisk kopalni. Przygotowanie modelu numerycznego sieci wentylacyjnej danej kopalni wymaga dostarczenia zestawu danych dotyczących struktury sieci i własności fizycznych jej elementów, tj. wyrobisk, wentylatorów, tam, a przy symulacji pożaru dodatkowo wymagane jest podanie parametrów opisujących ognisko pożaru oraz własności skał górotworu. Obecna praktyka postępowania polega na tym, że wykonuje się ręczne pomiary wentylacyjne w wyrobiskach górniczych, a uzyskane wyniki stanowią podstawę do wyznaczenia parametrów fizycznych takich jak: opór aerodynamiczny wyrobiska, gęstość przepływającego powietrza i naturalna depresja. Z uwagi na występujące trudności w dostępności wyrobisk jak również na znaczne ich długości, praktyka pokazuje, że pomiary nie są realizowane we wszystkich węzłach i wyrobiskach kopalni. Dlatego podjęto próbę opracowania nowej metodyki prowadzącej do uzupełnienia brakujących danych na podstawie innych dostępnych danych dotyczących np. gęstości powietrza, geometrii wyrobisk i kot niwelacyjnych. Z przyjętej metodyki wynika, że w pierwszej kolejności należy wykonać bilans strumieni masy powietrza w strukturze sieci wyrobisk. Następnie zbudować bazę danych ciśnień w węzłach sieci w oparciu o pomiary i uzupełnić brakujące ciśnienia na podstawie dostępnych wyników pomiarów w sąsiednich węzłach oraz ciśnienia obliczonego z wartości oporu aerodynamicznego wyznaczonego na podstawie geometrii wyrobiska i znanego strumienia objętości. W artykule przedstawiono metodykę wyrównywania i bilansowania strumieni objętości powietrza w sieci wyrobisk (rozdz. 2) oraz metodykę wyznaczania ciśnień (rozdz. 3) w węzłach sieci wyrobisk. Opracowane algorytmy obliczeń wprowadzono do systemu programów VentGraph, które zostały sprawdzone poprzez obliczenia dla przykładu wybranego rejonu kopalnianej sieci wentylacyjnej. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci tabelarycznej. W podsumowaniu omówiono wady i zalety przyjętej metodyki.
9
Content available Determining diagonal branches in mine ventilation networks
Krach A.
Archives of Mining Sciences
|
2014
|
Vol. 59, no. 4
1097--1105
EN
The present paper discusses determining diagonal branches in a mine ventilation network by means of a method based on the relationship A⊗ PT(k, l) = M, which states that the nodal-branch incidence matrix A, modulo-2 multiplied by the transposed path matrix PT(k, l ) from node no. k to node no. l, yields the matrix M where all the elements in rows k and l - corresponding to the start and the end node - are 1, and where the elements in the remaining rows are 0, exclusively. If a row of the matrix M is to contain only „0” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of a row of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), i.e. by the elements of a proper row of the matrix P(k, l ), the result row must display only „0” elements or an even number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 0 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the path nodes level is 2 (apart from the nodes k and l, whose level is 1), then the number of „1” elements in a row has to be 0 or 2. If, in turn, the rows k and l of the matrix M are to contain only „1” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of the row k or l of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), the result row must display an uneven number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 1 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the level of the i and j path nodes is 1, then the number of „1” elements in a row has to be 1. The process of determining diagonal branches by means of this method was demonstrated using the example of a simple ventilation network with two upcast shafts and one downcast shaft.
PL
W artykule przedstawiono metodę wyznaczania bocznic przekątnych w sieci wentylacyjnej kopalni metodą bazującą na zależności A⊗PT(k, l) = M, która podaje, że macierz incydencji węzłowo bocznicowej A pomnożona modulo 2 przez transponowaną macierz ścieżek PT(k, l) od węzła nr k do węzła nr l daje w wyniku macierz M o takich własnościach że ma same jedynki w wierszach k i l, odpowiadającym węzłom początkowemu i końcowemu i same zera w pozostałych wierszach. Warunkiem na to, aby w wierszu macierzy M były same zera jest aby po pomnożeniu elementów wiersza macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l), czyli przez elementy odpowiedniego wiersza macierzy P(k, l), w wierszu wynikowym były same zera lub parzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 0, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły ścieżki są stopnia 2 (oprócz węzłów k i l, które są stopnia 1), to liczba jedynek w wierszu musi być równa 0 lub 2. Natomiast warunkiem na to, aby w wierszach k i l macierzy M były same jedynki jest aby po pomnożeniu elementów wiersza k lub l macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l) w wierszu wynikowym była nieparzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 1, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły k i j ścieżki są stopnia 1, to liczba jedynek w wierszu musi być równa 1. Wyznaczanie bocznic przekątnych tą metodą pokazano na przykładzie prostej sieci wentylacyjnej z dwoma szybami wydechowymi i jednym wdechowym.
10
Content available Computer simulation of the propagation of heat in abandoned workings insulated with slurries and mineral substances
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.
Archives of Mining Sciences
|
2014
|
Vol. 59, no. 1
3--23
EN
In the paper the results of investigations aimed at further identification of the phenomena occurring in abandoned workings and connected with the flow of air-gas (methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen and carbon oxidation products) mixture with taking into consideration the impact of supplied mineral substances on the processes of self-heating of the coal left in goaves were presented. The known and successfully used method for the prevention of fires in abandoned workings is the technology of filling goaf with an ash-air mixture, which also raises the issue of the effective use of that mixture. The computer, i.e. digital simulation methods being developed and intended for the purpose of the process discussed here are a good complement of the use of that technology. A developed mathematical model describing the process of additional sealing of gob with wet slurry supplied with three pipelines is based on the balance of volume of the supplied mixture and contained in the body created in goaves. The form of that body was assessed on the basis of the observation results available in literature and the results of model investigations. The calculation examples carried out for the the longwall area and its goaf ventilated with the “U” system allow to state that the introduced modification of the mathematical model describing the flow of the mixture of air, gases, and wet slurry with consideration of the coal burning process in the fire source area was verified positively. The digital prognostic simulations have confirmed a vital impact of the wet slurry supplied into the goaf on the processes of coal burning and also the change of rate and volume flow rate of the air mixture in goaf. As a complement to the above it should be noted that such elements as the place of the slurry supply in comparison with the longwall inclination or fire source area location is of great importance for the effectiveness of the fire prevention used. The development of computer/ digital simulation methods requires further investigations of the model adopted in this study. Those investigations should be aimed at making credible the theoretical model of the mixture flow through porous medium and the supplied mineral material. Such investigations will allow to verify the body form based on the mixture parameters such as humidity, viscosity, and fluidity and depending on the properties of the porous medium. Further development of the modelling of the phenomena discussed in this paper should be based on the methods of use of the description of the flow of fluids and slurry on the basis of 3D models.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzące do dalszego poznania zjawisk zachodzących w zrobach związanych z przepływem mieszaniny powietrzno-gazowej (metan, dwutlenek węgla, azot, tlen i produkty utleniania węgla) z uwzględnieniem wpływu podawanych substancji mineralnych na procesy samozagrzewania pozostawionego w zrobach węgla. Znaną i stosowaną z powodzeniem metodą zapobiegania pożarom w zrobach jest technologia wypełniania zrobów mieszaniną popiołowo - wodną, co wiąże się również z zagadnieniem efektywnego jej stosowania. Rozwijane metody komputerowej symulacji rozważanego procesu dobrze uzupełniają jej stosowanie. Przedstawiono rozbudowany model matematyczny opisujący proces doszczelniania zrobów poprzez podanie za pomocą trzech rurociągów wilgotnej zawiesiny, bazuje na bilansie objętości mieszaniny doprowadzonej i zawartej w bryle utworzonej w zrobach. Kształt tej bryły oszacowano na podstawie dostępnych w literaturze wyników obserwacji i wyników badań modelowych. Wykonane przykłady obliczeniowe dla rejonu ściany i jej zrobów przewietrzanej system na „U“, pozwalają stwierdzić, że dokonana modyfikacja modelu matematycznego opisującego przepływ mieszaniny powietrza, gazów i wilgotnej zawiesiny z uwzględnieniem procesu palenia węgla w ognisku pożaru została pozytywnie zweryfikowana. Wykonane komputerowe symulacje prognostyczne, potwierdziły istotny wpływ podawanej wilgotnej zawiesiny do zrobów na procesy palenia węgla jak również na zmiany prędkości i strumienia objętości przepływu mieszaniny powietrza w zrobach. W uzupełnieniu powyższego należy zauważyć, że takie elementy jak miejsce podania zawiesiny w stosunku do nachylenia ściany czy lokalizacji ogniska pożaru ma duże znaczenie dla skuteczności zastosowanej profilaktyki pożarowej. Rozwój komputerowej symulacji wymaga eksperymentalnych badań celem uwiarygodnienia przyjętego w niniejszej pracy teoretycznego modelu przepływu mieszaniny i podawanych substancji mineralnych przez ośrodek porowaty. Badania takie umożliwią weryfikację kształtu bryły w zależności od parametrów mieszaniny takich jak wilgotność, lepkość i rozlewność oraz od własności ośrodka porowatego. Dalszy rozwój modelowania omawianych w artykule zjawisk winien opierać się na metodach zastosowania opisu przepływu płynów i zawiesiny w oparciu o modele trójwymiarowe.
11
Content available remote Walidacja programu komputerowego do prognozowania przewietrzania kopalni z zastosowaniem metod optymalizacji numerycznej – etap II
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski St.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2013
|
Vol. 15, no. 1-2
3--22
PL
Badania są kontynuacją prac nad rozwojem metod optymalizacji numerycznej w celu doboru parametrów modelu numerycznego wirtualnej kopalni. W tym celu wykorzystano dane rejestrowane przez czujniki systemu gazometrii automatycznej sieci wyrobisk kopalni. Wcześniejsze badania (etap I) pozwoliły na dokonanie wyboru i adaptacji metody optymalizacyjnej parametrów modelu matematycznego stosowanego w programie komputerowym VentZroby. Zastosowano miarę odległości wyników obliczeń symulacyjnych i danych z czujników systemu gazometrii automatycznej. Jako funkcję celu minimalizowaną metodą optymalizacji numerycznej przyjęto sumę kwadratów różnic wartości zmierzonych i prognozowanych z wagami. Zastosowana metoda i wykonane przykłady obliczeniowe w I etapie badań pozwoliły na sformułowanie wniosków, które stały się podstawą do rozwoju metody optymalizacji. W omawianym etapie II dla symulacji numerycznej wybranego rejonu ściany ze zrobami, przygotowano wyniki z pomiarów ręcznych oraz dane z anemometrów stacjonarnych i czujników metanu systemu gazometrii dla rozważanego rejonu. Ponadto dla przyjętego modelu numerycznego wybranego rejonu wykonano obliczenia stanu początkowego rozpływu, tj. wartości strumieni objętości powietrza w bocznicach i udziały objętościowe metanu w tych strumieniach. Następnie wykonano obliczenia walidacyjne dla wybranego rejonu, dla minimalizacji funkcji celu, z zastosowaniem zmodyfikowanej metody optymalizacji numerycznej realizowanej w trzech krokach obejmujących: zmiany oporów bocznic sieci (minimalizacja dla strumieni objętości powietrza), zmiany wartości strumieni objętości metanu dopływających do sieci ze źródeł zewnętrznych (minimalizacja dla strumieni objętości metanu) oraz ponownie zmiany oporów bocznic sieci (minimalizacja dla strumieni objętości powietrza). Wykonane obliczenia walidacyjne dla wybranego rejonu z zastosowaniem zmodyfikowanej metodyki optymalizacji pokazały że wprowadzone w algorytmie estymacji zmiany przyniosły pozytywny rezultat, aczkolwiek należy dodać, że pojawiły sie inne problemy wynikające z własności obiektu badań. W podsumowaniu uzyskanych wyników podkreślono, że ważnym zagadnieniem w obliczeniach walidacyjnych jest kontrola poprawności danych rejestrowanych w sieci wyrobisk kopalni przez czujniki prędkości powietrza i stężenia metanu systemu gazometrii automatycznej oraz prawidłowe określenie metodyki obliczania strumieni masy powietrza i metanu z danych rejestrowanych przez czujniki w bocznicach, w których znajdują się wymienione czujniki.
EN
This study summarises the next stage of research efforts aimed at development of numerical optimisation methods to support the selection of parameters of the numerical model of a virtual mine. The data registered by the automatic network of gas detector sensors in a mine are recalled and utilised. In the previous stage (step I) the optimisation method was selected and adapted to incorporate the parameters of the mathematical model used in the programme VentZroby. The measure of distance between simulation data and the data from the automatic network of gas sensors was applied. The objective function was taken as the mean squared difference of measured and predicted values, with appropriate weights attached. The applied procedures and calculations performed during the stage I led us to the conclusions underlying the development of the current optimisation method. A longwall region, including both galleries and goaf has been selected. The stage II uses the results of manual measurements and the data collected from stationary anemometers and methane detector sensors in the area. Furthermore, the initial conditions of gas flows were obtained for the adopted numerical model of the wall region, including the volumetric flow rate of air streams in the branches and volumetric fraction of methane in the air streams. That was followed by a validation procedure applied to investigate the given area, the goal being the minimisation of the objective function using the modified method of numerical optimisation involving three steps: changing the flow resistance in network branches (minimisation of the volumetric airfl ow rates), altering the flow rate of methane entering the network from external sources (minimisation of the methane infl ow rates) and repeated change of the flow resistance in network branches (minimisation of the volumetric airfl ow rates). Calculations for the specified face region by the modified optimisation methods performed for the purpose of validation revealed that the changes implemented in the estimation algorithm produced positive results though some new problems arose associated with the specificity of the investigated object. The conclusion emphasises that the correctness and adequacy of data registered by the anemometers and gas detector sensors within the automatic network have to be rigorously checked prior to the validation procedure. Besides, the proper methodology of calculating the flow rates of air and methane based on the data from sensors located in network branches has to be precisely determined.
12
Content available remote Sposób realizacji rewersji wentylacji rejonów eksploatacyjnych przewietrzanych prądami wznoszącymi i schodzącymi w warunkach zagrożenia pożarowo-metanowego
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.
Górnictwo i Geologia
|
2013
|
T. 8, z. 4
19--34
PL
W artykule przedstawiono pewną koncepcję sposobu przeprowadzenia rewersji rejonu wentylacji eksploatacji ściany w warunkach rozwiniętego pożaru z uwzględnieniem zagrożenia metanowego. Wykonanie manewru rewersji wentylacji w rzeczywistych warunkach, przy złożonej strukturze wyrobisk rejonu, bez wcześniejszego przygotowania nie powinno być dozwolone. Bezpiecznym, a jednocześnie efektywnym sposobem jest wcześniejsze, przed wystąpieniem pożaru, ustalanie środków, jakie trzeba podjąć w celu przeprowadzenia rewersji lokalnej wraz z możliwymi zagrożeniami wynikającymi z ustalonych działań. Jako podstawę sposobu rewersji rejonów eksploatacyjnych przyjęto metodę symulacji numerycznej, która umożliwia prognozowanie procesów przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni w stanie awaryjnym, jakim jest pożar. Zastosowano system programów VentGraph, który jest dobrym narzędziem umożliwiającym prognozowanie zmiennego w czasie rozwoju ogniska pożaru i jego wpływu na rozpływ powietrza i gazów pożarowych. Opracowana nowa opcja programu VentGraph wyznaczania bocznic przekątnych wspomaga prowadzenie rewersji i ustalenie miejsc lokalizacji tam umożliwiających rewersję. Uzyskane wyniki (patrz przykład) potwierdzają prawidłowość działania opracowanych algorytmów wyznaczenia bocznic przekątnych oraz prowadzenia rewersji. Stwierdzono, że przed wystąpieniem pożaru w kopalni dla rejonu eksploatacji, szczególnie w warunkach zagrożenia metanowego, konieczne jest zbadanie wpływu przeprowadzenia rewersji lokalnej na występujące zagrożenia w celu ustalenia dodatkowych rygorów w planie zabezpieczenia przeciwpożarowego załogi.
EN
The paper outlines a conceptual design of reversing the ventilation in the longwall region in the conditions of a fully-developed fire, taking into account the risk of methane explosion. In a real mine being a complex system of galleries and workings, reversal of ventilation should be forbidden, unless relevant preparation has been done. A safe and effective method should be selected prior to eventual fire. Risks involved in those measures have to be duly assessed. Numerical simulations may support forecasting of flow in a ventilation of network under the emergency conditions, that is during a fire. For this purpose the VentGraph software system has been used, which is an excellent tool for forecasting the time-variable development of the fire source and its effects on the flow of air and gases. The newly developed option available in VentGraph allowing the diagonal branches to be indicated supports the reversing process and selection of regulators (ventilation door), used to perform the reversal. Results illustrated by an example confirm the adequacy of the developed algorithms used to determine the diagonal branches and carry out the reversion manoeuvre. It is established that prior to the fire occurrence, the effects of the reversion process on the risk levels have to be thoroughly investigated in order to plan the rigorous fire fighting procedures.
13
Content available remote Walidacja programu komputerowego do prognozowania przewietrzania kopalni z zastosowaniem metod optymalizacji numerycznej
Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski St.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2012
|
Vol. 14, no. 1-4
121--137
PL
Dotychczasowe doświadczenia z zakresu walidacji modelu matematycznego zastosowanego w programie komputerowym VentZroby pokazują, że jest to zagadnienie trudne, przede wszystkim z powodu konieczności dysponowania dostatecznie dużą liczbą zarejestrowanych w kopalni przebiegów przejściowych porównywanych wielkości. Przyjęto, że wiarygodność prognozy procesu przewietrzania sieci wyrobisk kopalni opracowanej na podstawie symulacji jest ściśle związana z wiarygodnością poziomu dopasowania zastosowanego w programie symulacjach modelu do rzeczywistej sieci wentylacyjnej kopalni. Walidację modelu matematycznego przeprowadzono poprzez weryfikację wyników otrzymanych na drodze obliczeń numerycznych i porównanie ich z wynikami otrzymanymi z pomiarów za pomocą czujników systemu monitoringu wentylacji wyrobisk kopalni. Wykonane w latach 2000-2011 badania walidacyjne prowadzone były w oparciu o jakościowe kryteria obserwowanych przebiegów czasowych wyników symulacji (Dziurzyński i in., 2001, 2005, 2007a, 2007b, 2008, 2009, 2011). Do walidacji programów symulacyjnych stosowano procedurę wykorzystującą miarę odległości danych z prognozy i danych z monitoringu w postaci sumy kwadratów różnic wartości zmierzonych i prognozowanych z wagami. Obecnie zaproponowano, że miara taka jest funkcją celu minimalizowaną wybraną metodą optymalizacji numerycznej. Miara odległości szeregów czasowych dobrze nadaje się do zastosowania w numerycznych metodach minimalizacji funkcji celu, co pozwoliło na podjęcie próby automatyzacji procesów weryfikacji parametrów modelu matematycznego zastosowanego w programie VentZroby. W pierwszej kolejności opracowano algorytm automatycznej optymalizacji wybranego parametru modelu, którym jest strumień objętości przepływającego powietrza. Funkcję celu stanowi unormowany kwadrat odległości wektorów stanu prognozowanego i rzeczywistego, przy czym składniki tych wektorów to strumień objętości powietrza prognozowany i obliczony na podstawie pomiarów prędkości przez anemometry systemu monitoringu rozmieszczone w wybranych wyrobiskach kopalni. Następnie opracowano algorytmy optymalizacji numerycznej, dla których ułożono nowe procedury programu komputerowego VentZroby. Do testowania procedur przygotowano przykład obliczeniowy, a odpowiedni model numeryczny oraz dane z czujników systemu monitoringu (gazometrii) pozwoliły na sprawdzenie poprawności działania przyjętej metody optymalizacji numerycznej procesu estymacji stanu sieci wentylacyjnej. Uzyskane wyniki przedstawiono na wykresach i zestawieniach tabelarycznych. W podsumowaniu przedstawiono wnioski potwierdzające trudności prowadzenia badań walidacyjnych wynikające zarówno z powodu złożonego modelu matematycznego opisującego przepływ powietrza oraz trudności z uzyskaniem dobrej jakości danych pomiarowych za pomocą czujników systemu monitoringu wyrobisk kopalni.
EN
The experience gathered during the validation of the mathematical model underpinning the computer program VentZroby reveals the complexity of the issue, caused by the large number quantities to be considered as well as their variability patterns. It is assumed that the reliability of the forecast of airing conditions in the mine obtained from simulations is associated with the reliability of the quality of fit between the simulated and real ventilation networks. The mathematical model was validated by verifying the numerical data and comparing them with measurement results obtained from the sensors making up the monitoring system. Validation tests performed between 2000-2011 were based on qualitative criteria of simulated time patterns of particular quantities (Dziurzyński et al. 2001, 2005, 2007a, 2007b, 2008, 2009, 2011). Validation of the simulation programme was fi rst based on a procedure using the measure of distance between the prognosticated results and monitoring data in the form of the sum of squared differences between measured and prognosticated results, with the appropriate weights. Now it is suggested that this measure should be an objective function minimised by the selected method of numerical optimisation. The measure of distance of time series is well applicable to numerical methods of minimisation of the objective function and so attempts can be made to automate the verification of mathematical model parameters used in the program VentZroby. In the fi rst place the algorithm was developed for automatic optimisation of the selected model parameter (volumetric airfl ow rate). The objective function was defined as the normalised squared distance between the prognosticated and real vectors of state, and the vectors components include the volumetric flow rate of air- those prognosticated and calculated from flow velocity measurements by the anemometers located at selected points in the mine and making up the monitoring system. Then the numerical optimisation algorithm was developed, supported by new procedures in the computer program VentZroby. The procedures will be tested on an example and the numerical model and data from the monitoring system will allow us to test the adequacy of the adopted method of numerical optimisation of estimation of the ventilation network condition. Results are shown in the form of graphs and tables. The summing-up section gives conclusions confirming the difficulties involved in validation procedures, mostly due to complexity of the mathematical airflow model and the fact that good-quality measurement data from the monitoring sensors are hard to obtain.
14
Content available Simulation of flow of fire gases in a ventilation network of a mine with a application of mathematical models of a different complexity implemented in the VentGraph software
Dziurzyński W., Krawczyk J., Krach A., Pałka T.
AGH Journal of Mining and Geoengineering
|
2012
|
Vol. 36, no. 3
115-126
EN
VENTGRAPH computer programmes, enable the forecasting of ventilation processes under normal conditions and in emergency situations, such as a fire. The state of the flow of air in a network of headings may be forecasted by numerical simulations using a set of mathematical models, which are constructed at various degrees of simplification. Variants considering dry air only and more complex mathematical model, which takes into consideration the flow of the mix of humid air and gases were compared. Both variants consider relevant fire models and exchange of heat along the flow routes of fire gases and buoyancy effects. This models are the result of the optimal selection of individual components, performed in such a way as to conduct a sufficiently reliable simulation of the phenomena as set forward herein in as short a time as possible. Paper contains a study that is devoted to an instance of forecasting the process of ventilation that are caused by an open subsurface fire in the operational headings of mines that are ventilated by upward air current. This has made it possible to execute a qualitative analysis of the changes in the flow rate of the mix of air and fire gases, and also to verify the possibility of reversing the air currents that ventilate the longwalls. The results obtained have been presented in the form of time graphs of changes in the observed parameters.
PL
System programów komputerowych VENTGRAPH jest przeznaczony do prognozowania procesów przewietrzania w warunkach normalnych oraz w stanie awaryjnym jakim jest pożar i charakteryzuje się szerokimi możliwościami obliczeniowymi i łatwością obsługi programu jak i interpretacji wyników jego obliczeń. Stan przepływu powietrza w sieci wyrobisk można przewidywać przy pomocy badań symulacyjnych w oparciu o złożone modele matematyczne konstruowane w różnym stopniu uproszczenia. W artykule porównano warianty opisujące przepływ suchego lub wilgotnego powierza. Oba warianty uwzględniają odpowiednie modele ogniska pożaru a także przepływ mieszaniny powietrza i gazów z równoczesną wymianą ciepła wzdłuż dróg przepływu gazów pożarowych a także wpływ depresji pożaru. Modele te są efektem optymalnego doboru poszczególnych składników, dokonanego tak aby w możliwie krótkim czasie prowadzić dostatecznie wierną symulację rozpatrywanych zjawisk. Przedstawiono przykład prognozy procesu przewietrzania wywołanego otwartym pożarem podziemnym w wyrobiskach czynnych kopalń przewietrzanych prądem wznoszącym. Pozwoli to na dokonanie analizy jakościowej zmian wydatku przepływu mieszaniny powietrza i gazów pożarowych oraz sprawdzenia możliwości odwrócenia prądów powietrza, którymi przewietrzane są ściany. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci wykresów czasowych zmian obserwowanych parametrów.
15
Content available remote Prognoza stanu atmosfery w rejonie ściany i jej zrobach na podstawie danych z systemu monitoringu kopalni
Dziurzyński W., Wasilewski S., Krach A., Pałka T.
Przegląd Górniczy
|
2011
|
T. 67, nr 7-8
265--271
PL
W artykule pokazano nowe możliwości praktycznego wykorzystania programu komputerowego VentZroby do badań stanów przewietrzania na przykładzie rejonu wentylacyjnego ściany 4 i 5 pokład 409 kopalni „Śląsk”, w której miało miejsce tragiczne zdarzenie we wrześniu 2009 roku. Podjęto próbę odtworzenia stanu przewietrzania przed zdarzeniem, z uwzględnieniem zagrożenia metanowego. W celu walidacji rozwiązań modelowych w zakresie wyznaczenia przepływu powietrza i metanu w rejonie ściany wykorzystano dane z kopalnianego systemu monitoringu prędkości powietrza i stężenia metanu w wyrobiskach po zatrzymaniu wentylatora głównego przewietrzania. Brak danych pomiarowych o parametrach przepływu powietrza (prędkości, ciśnienia itp.) dla rejonu ściany przed zdarzeniem utrudniał ustalenie danych początkowych do symulacji. Stąd prowadzono wielokrotne obliczenia programem VentZroby, zmieniając parametry modelu, tak aby uzyskać najlepsze dopasowanie wyników obliczeń do danych zarejestrowanych w kopalnianym systemie gazometrii automatycznej. Wyniki badań pokazały wiele trudności z wykorzystaniem danych uzyskanych z czujników kopalnianego systemu gazometrii automatycznej, do wyznaczania parametrów modelu numerycznego, co m.in. wynika z punktowego sposobu pomiarów oraz losowych zaburzeń sygnałów pomiarowych parametrów powietrza rejestrowanych w tych systemach. Stwierdzono, że dla uzyskania wiarygodnych danych z systemu monitoringu do celów symulacji konieczna jest ich weryfikacja drogą pomiarów porównawczych, w miejscach zainstalowania czujników systemu w wyrobiskach sieci wentylacyjnej kopalni
EN
In the article have been shown new possibilities of practical use of the computer programme VentZroby for investigations of ventilation states on the example of the ventilation area of longwall 4 and 5, seam 409 of the Śląsk mine, in which a tragical event in September 2009 took place. An attempt was undertaken to reconstruct the ventilation state before the event, taking into consideration the methane hazard. In order to validate model solutions with respect to the determination of the air and methane flow in the longwall area, data from the mine monitoring system regarding air velocity and methane concentration in mine workings after the stoppage of the ventilation main fan were used. The lack of measuring data about air flow parameters (velocity, pressure etc.) for the longwall area before the event hindered the settlement of initial data for simulation. Therefore repeated calculations by means of the VentZroby programme were conducted changing the model parameters in order to obtain the best adaptation of calculation results to data registered in the mine automatic gasometry system. The results of investigations have shown many difficulties regarding the use of data obtained from sensors of the mine automatic gasometry system, for the determination of parameters of the numerical model, what among others results from the point measurement method and random disturbances of measuring signals of air parameters registered in these systems. It has been ascertained that in order to obtain reliable data from the monitoring system for simulation purposes, necessary is their verification by means of comparative measurements in places of installation of the system’s sensors in workings of the mine ventilation network.
16
Content available remote Opracowanie narzędzi programowych dla celów odtworzenia zaistniałych zdarzeń i katastrof oraz ich weryfikacja na podstawie danych „post”
Dziurzyński W., Wasilewski St., Krach A., Pałka T.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2011
|
Vol. 13, no. 1-4
131--152
PL
W ostatnich dwóch latach w ramach działalności statutowej w Instytucie Mechaniki Górotworu podjęta została próba opracowania narzędzi programowych opartych na systemie programów komputerowych Ventgraph oraz VentZroby dla celów odtwarzania procesów zachodzących w czasie zdarzeń i katastrof. Jest rzeczą oczywistą, że takie analizy wykonywane w oparciu o modele i programy komputerowe będą efektywne i skuteczne o ile zostaną zweryfikowane i zwalidowane w oparciu o rzeczywiste dane i rejestracje parametrów powietrza z kopalń nawet uzyskane po zdarzeniu. Taką właśnie metodę weryfikacji i walidacji narzędzi programowych zastosowano w badaniach przedstawionych w artykule. Kontynuując wcześniejsze prace, zaproponowano opracowanie modelu numerycznego z wykorzystaniem pomiarów wentylacyjnych przeprowadzonych w październiku 2010 roku we wszystkich wyrobiskach kopalni w bazie danych systemu programów komputerowych Inżyniera Wentylacji Ventgraph. Korzystając z nowych opcji programu VentZroby, do utworzonego modelu numerycznego kopalni dołączono obszar zrobów eksploatowanej we wrześniu 2009 roku rejonu ściany 5, zlikwidowanej ściany 3 oraz rozpoczynającą eksploatację ścianę 4 w pokładzie 409. W artykule przedstawiono wyniki odtworzenia stanu przewietrzania metodą symulacji numerycznej przed wyłączeniem, w trakcie postoju oraz po załączeniu wentylatora w szybie III kopalni „Śląsk”, z uwzględnieniem dopływu metanu. W badaniach wykorzystano dane zarejestrowane w kopalnianym systemie gazometrii automatycznej tj. prędkości powietrza, stężenia metanu oraz różnicy ciśnień na tamach, a także stężenia metanu w rurociągu odmetanowania ze zrobów. Takie badania pozwalają nie tylko na samą ocenę zjawisk przepływowych ale również na pokazanie zmian stężenia metanu, wywołanych wyłączeniem wentylatora. Ponadto, umożliwiają zbudowanie profesjonalnego narzędzia dla celów odtworzenia zaistniałych zdarzeń i katastrof oraz ich weryfikacji na podstawie danych uzyskanych po zdarzeniu. Potrzebne dane wejściowe do budowy modelu numerycznego sieci wyrobisk uzyskano z: pomiarów wentylacyjnych, z systemu gazometrycznego kopalni oraz z informacji ustnych od służb wentylacyjnych kopalni. Uzyskanie zwalidowanego modelu numerycznego umożliwia wiarygodną wielowariantową symulację zdarzeń, która prowadzi do wyciągnięcia praktycznych wniosków i zrozumienia przyczyn katastroficznych zdarzeń.
EN
For the past two years, at the Strata Mechanics Research Institute, attempts have been made – as part of the Institute’s objects – to develop software tools based on the system of the Ventgraph and VentZroby computer programs. The objective is to recreate processes taking place during mining events and distasters. Obviously, such analyses – carried out with computer models and programs – shall not be effective unless verified and validated on the basis of real data and the recorded parameters of the air in mines (even if the latter are obtained after the event). Such is the method of verification and validation that the research described in the article makes use of. As a continuation of previous work, it has been suggested that a numerical model should be developed, involving ventilation measurements carried out in October 2010 in all the mine excavations entered into the database of the Ventilation Engineering Ventgraph program system. New options included in the VentZroby program made it possible to enrich the developed numerical model of the mine with the area of post-mining excavations of Wall 5, exploited in September 2009, as well as of the already liquidated Wall 3, and Wall 4, whose exploitation has just begun. All the walls are part of Deposit no. 409. The article presents the effects of recreating the state of ventilation by means of the numerical simulation method – before turning off the ventilator in the 3rd pit-shaft of the Śląsk coal mine, during its stoppage, and after turning it on. The infl ow of methane was taken into account. The tests made use of the data recorded by the mine system of automatic gasometry, i.e. the speed of the air, the concentration of methane, and the difference in pressures on dams, as well as the concentration of methane in the pipeline outgassing the post-mining excavations. Not only do such tests make it possible to evaluate the fl ow phenomena, but they also demonstrate changes in the concentration of methane, caused by turning the ventilator off. In addition, the tests enable development of a professional tool for recreating events and disasters, and for their verification on the basis of the data obtained after a given event happened. The entry data needed to develop a numerical model of the excavation network was acquired via the following sources: ventilation measurements, the gasometric system of the mine, and the information provided by the mine ventilation personnel. Developing a validated numerical model makes it possible to perform a multivariant event simulation, which opens the way for drawing practical conclusions and understanding the reasons behind disasters.
17
Content available remote Nowa metoda pomiaru małych prędkości w tunelu aerodynamicznym
Chmiel W., Krach A., Kruczkowski J., Millak S.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2011
|
Vol. 13, no. 1-4
197--214
PL
W artykule przedstawiono wzorcowanie układu do pomiaru prędkości przepływu powietrza w tunelu aerodynamicznym z kryzą wielootworową. Do wzorcowania zastosowano metodę komparacyjną. Metoda ta polega na zrównaniu prędkości przepływu powietrza w komorze pomiarowej tunelu z prędkością ruchu sondy termoanemometru, który wówczas powinien pokazać prędkość zerową. Sonda termoanemometru przesuwa się w komorze pomiarowej tunelu ze stałą prędkością naprzemiennie zgodnie i przeciwnie do zwrotu prędkości powietrza. Prędkość powietrza w tunelu reguluje się tak, aby minima okresowego sygnału z termoanemometru obserwowane na ekranie oscyloskopu osiągnęły najniższe położenie (metoda minimum). Do ruchu sondy ze stałą prędkością może być dodana składowa sinusoidalna. Wówczas prędkość przepływu powietrza w tunelu reguluje się tak, aby w okresach ruchu sondy zgodnego z ruchem powietrza w sygnale z termoanemometru obserwowanym na ekranie oscyloskopu pozostała tylko druga harmoniczna prędkości, to jest prędkości okresowo zmiennej, nałożonej na prędkość stałą (metoda drugiej harmonicznej). Prędkość ruchu jednostajnego karetki z sondą termoanemometryczną mierzona jest za pomocą magnetycznego enkodera liniowego. Wzorcowanie układu do pomiaru małych prędkości powietrza w tunelu aerodynamicznym zrealizowano w następujących krokach: 1. Wzorcowanie enkodera liniowego do pomiaru prędkości ruchu jednostajnego karetki z sondą termoanemometryczną w komorze pomiarowej tunelu. 2. Wzorcowanie układu do pomiaru małych prędkości powietrza kryzą wielootworową dla prędkości 0,1 i 0,25 m/s: a) pomiar zadanej prędkości ruchu karetki, b) pomiar prędkości powietrza w tunelu z komparacją metodą drugiej harmonicznej, c) pomiar prędkości powietrza w tunelu z komparacją metodą minimum. Po wykonaniu pomiarów obliczono niepewności wzorcowania w/w metodami.
EN
The article presents calibrating the system for measuring air flow velocities in a wind tunnel with a multihole orifice plate. The calibration was performed by means of the comparative method. This method involves equating the speed of the air flow in the measurement chamber of the tunnel and the speed of the thermoanemometer probe movement (the thermoanemometer should then display zero velocity). The probe moves within the measurement chamber of the tunnel with a steady speed, alternately with and against the direction of the air velocity. The velocity of the air in the tunnel is adjusted in such a way that the minima of the periodic signal from the thermoanemometer, observed on the screen of an oscilloscope, can reach the lowest level (the minimum method). To the movement of the probe, occurring at a steady speed, a sinusoidal component can be added. In such a case, the velocity of the air in the tunnel is adjusted in such a way that, when the movement of the probe has the same direction as the movement of the air, the signal from the thermoanemometer observed on the oscilloscope screen includes just the second harmonic of velocity, which is a fl uctuating velocity transposed on a constant velocity (the second harmonic method). The velocity of the uniform motion of the containter with the thermoanemometric probe is measured with a magnetic linear encoder. Calibrating the system for measuring small velocities of air in a wind tunnel involved the following steps: 1. Calibrating the linear encoder for measuring the velocity of the uniform motion of the container with the thermoanemometric probe in the measurement chamber of the tunnel 2. Calibrating the system for measuring small velocities with a multihole orifi ce plate for the velocity values 0.1 and 0.25 m/s: a) measuring the given velocity of the container movement, b) measuring the air velocity in the tunnel with the comparison by means of the second harmonic method, c) measuring the air velocity in the tunnel with the comparison by means of the minimum method. After the completion of measurements, calibration uncertainties were calculated by means of the aforesaid methods.
18
Content available remote Node method for solving the mine ventilation networks
Krach A.
Archives of Mining Sciences
|
2011
|
Vol. 56, no 4
601-620
EN
This study presents a method for solving the mine ventilation networks based on Kirchhoff's first law, i.e. based on balances of air mass flows through network nodes (1). A dependence relating the pressure at nodes placed at the beginning and the end of ventilation branch to the volumetric flow of air through the branch (10, 16) and air mass flow (17, 26) is provided. Moreover, the formula for aerodynamic resistance of ventilation branch as a function of volumetric flow has been transformed to a function of mass flow (27). Derived dependence of air mass flow in ventilation branch on difference between static pressures at its ends (34) allows for formulation of the system of nonlinear node equations, given by relationship (36). In order to facilitate the solution of such system of equations by means of the Newton's method (39), it was necessary to modify the relationships between the pressure difference between the branch's ends and air mass flow given by function (34), since the limit of derivative (44) of this function equals infinity when the pressure difference […] approaches 0. To this end an additional function G[…] was introduced, which relates the air mass flow in the branch to the pressure difference ?P in the case of Reynold's numbers below a certain critical value. It was assumed, that for the value of Reynold's number above 3000 the flow is considered to be turbulent and dependence (34) holds true, while in the case of lower values of Reynold's number, the flow becomes to be of laminar character and is approximated by function (70), which satisfies conditions (45), (46) and (47) ensuring continuity of this function's derivative in point zero. It enabled the suitability of Newton's method to be employed in order to solve the system of node equations (75). Newton's method leads to a system of linear equations which in the presented computational example was solved by means of Jacobi method (77) with convergence control and the method of square root in the case of non-convergence of Jacobi method. A simple ventilation network, shown in fig. 3 was used in exemplary calculation. Calculations were performed for situation in which the constant air density was assumed as well as for situation with pressure-dependent air density. Results of calculations are provided in tables 3 and 4. The node method for solving the mine ventilation networks does not require the algorithm of fundamental loops (independent meshes) as well as any procedures of calculation of node pressures based on branch pressure differences to be performed, what makes the calculation considerably simpler. Moreover, in node method the absolute pressures at individual nodes are calculated, and subsequently, based on their differences, the air mass flows in branches connecting these nodes are easily calculated. The method presented in this study may find its particular application when calculating air flows in goaf, if the goaf area is modelled by means of regular network of branches.
PL
W artykule przedstawiono metodę rozwiązywania kopalnianych sieci wentylacyjnych bazującą na pierwszym prawie Kirhoffa, czyli na bilansach strumieni masy powietrza w węzłach sieci (1). Podano zależność wiążącą ciśnienia w węzłach na początku i na końcu bocznicy wentylacyjnej z płynącym w bocznicy strumieniem objętości powietrza (10), (16)) i strumieniem masy powietrza (17), (26). Podano również wzór do przeliczania oporu aerodynamicznego bocznicy wentylacyjnej dla strumienia objętości na opór aerodynamiczny dla strumienia masy (27). Wyprowadzona zależność strumienia masy powietrza w bocznicy od różnicy ciśnień statycznych na jej końcach (34) pozwala na zapisanie układu nieliniowych równań węzłowych, danych zależnością (36). Aby umożliwić rozwiązanie tego układu równań metodą Newtona (39) konieczne było zmodyfikowanie zależności pomiędzy różnicą ciśnień na końcach bocznicy a strumieniem masy powietrza danej funkcją (34), ponieważ pochodna (44) tej funkcji ma granicę w nieskończoności gdy różnica ciśnień […] dąży do 0. W tym celu wprowadzono dodatkową funkcję G[…], wiążącą strumień masy powietrza w bocznicy z różnicą ciśnień […] dla liczb Reynoldsa mniejszych od pewnej wartości krytycznej. Przyjęto, że dla liczby Reynoldsa większej od 3000 jest przepływ turbulentny i obowiązuje zależność (34), a dla mniejszych liczb Reynoldsa przepływ przyjmuje postać laminarną i jest przybliżony funkcją (70), spełniającą warunki (45), 46) i (47) zapewniające ciągłość pochodnej tej funkcji w zerze. Pozwala to na zastosowanie metody Newtona do rozwiązania układu równań węzłowych (75). Metoda Newtona prowadzi do układu równań liniowych, które w przykładzie obliczeniowym rozwiązano metodą Jacobiego (77) z kontrolą zbieżności i metodą pierwiastka kwadratowego w przypadku rozbieżności metody Jacobiego. Do przykładowych obliczeń przyjęto prostą sieć wentylacyjną, pokazaną na Rys. 3. Obliczenia wykonano dla przypadku stałej gęstości powietrza i dla przypadku gęstości powietrza zależnej od ciśnienia. Wyniki obliczeń podano w tabelach 3 i 4. Metoda węzłowa rozwiązywania kopalnianych sieci wentylacyjnych nie wymaga procedury tworzenia obwodów podstawowych sieci (oczek niezależnych) i procedury obliczania ciśnień węzłowych z bocznicowych różnic ciśnień, co upraszcza obliczenia. Ponadto w metodzie węzłowej obliczane są ciśnienia absolutne w węzłach, a następnie z ich różnic w prosty sposób oblicza się strumienie masy powietrza w bocznicach łączących te węzły. Przedstawiona tu metoda może znaleźć zastosowanie zwłaszcza przy obliczaniu przepływów w zrobach, które modelowane są za pomocą regularnej siatki bocznic.
19
Content available remote Zwiększenie zdolności pomiarowych Laboratorium Wzorcującego Wentylacyjne Przyrządy Pomiarowe
Cierniak W., Krach A., Nowak R.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2010
|
Vol. 12, no. 1-4
183--196
PL
W artykule zostały omówione prace podjęte w celu poprawy jakości wzorcowania przyrządów do pomiaru prędkości powietrza, różnicy ciśnień i temperatury. Do pomiarów małych różnic ciśnień potrzebny jest precyzyjny zadajnik, który jest obecnie konstruowany. W artykule znajduje się opis prac konstrukcyjnych. Tunel aerodynamiczny służący do wzorcowania anemometrów wymaga wywzorcowania w zakresie prędkości (0 ÷ 0,4) m/s. W artykule jest opisana metodyka i stanowisko służące do wzorcowania. Do kontroli przyrządów służących za wzorce temperatury stosowane są przyrządy wykorzystujące przemiany fazowe bardzo czystych składników. Jedną z wykorzystywanych do tego celu przemian jest punkt wrzenia wody. W artykule jest opisane zbudowane urządzenie (ewaporometr) służące do odtwarzania tego punktu.
EN
The paper summarises the attempts made to improve the quality of calibration of equipment used for measurements of pressure difference, flow velocity and temperature. Measurements of small pressure differences require a high-precision sensor, which is currently being fabricated. The paper details on the design procedures. The wind tunnel used for calibration of anemometers requires the calibration in the velocity range from 0 to 0.4 m/s. The paper provides the description of the calibration methodology and facilities. Devices based on phase transitions of high-purity components are used in control of devices acting as temperature references. One of the transition points used for that purposes is the water boiling point. The paper provides the description of a newly-engineered device (evaporation meter) used to reconstruct this point.
20
Content available remote Rozwój metody prognozowania stanu atmosfery kopalni z wykorzystaniem symulacji numerycznej oraz danych z systemu monitoringu
Dziurzyński W., Wasilewski St., Krach A., Pałka T.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2010
|
Vol. 12, no. 1-4
115--132
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań zmierzające do rozwoju metody prognozowania niestacjonarnego przepływu mieszaniny powietrza i gazów w sieciach wentylacyjnych, zrobach, w procesie przewietrzania kopalń, z uwzględnieniem naturalnych i katastrofi cznych zaburzeń w warunkach przepływu. Przyjęto, że istotne informacje o stanie przewietrzania wnoszą dane z systemu gazometrii automatycznej w kopalni. Wyniki wcześniejszych badań w zakresie walidacji programu komputerowego VentZroby były na tyle interesujące, że dały podstawę do zaproponowania nowego podejścia do zasad budowy modelu numerycznego sieci wentylacyjnej kopalni, obejmującego również zroby. Zaproponowano wykorzystanie modeli numerycznych utworzonych na bazie systemu programów Inżyniera Wentylacji Ventgraph z dołączonym obszarem zrobów eksploatowanych ścian. Opracowany nowy algorytm programu oraz interfejs programu są „przyjazne” w obsłudze dla użytkownika. W drugiej części pokazano nowe możliwości praktycznego wykorzystania programu komputerowego Vent- Zroby do badań stanów przewietrzania na przykładzie rejonu wentylacyjnego ściany 4 i 5 pokład 409 kopalni Śląsk, w której miało miejsce tragiczne zdarzenie we wrześniu 2009 roku. Podjęto próbę odtworzenia stanu przewietrzania przed zdarzeniem, z uwzględnieniem zagrożenia metanowego. Takie badania pozwalają nie tylko na samą ocenę przyczyn zdarzenia, ale również umożliwiają zbudowanie profesjonalnego narzędzia dla oceny skali zagrożeń wynikających z przepływu oraz migracji gazów wybuchowych względnie toksycznych, jako produktów rozwijającego się pożaru węgla w zrobach. W celu walidacji rozwiązań modelowych w zakresie wyznaczenia przepływu powietrza i metanu w rejonie ściany wykorzystano dane z kopalnianego systemu monitoringu prędkości powietrza i stężenia metanu w wyrobiskach po zatrzymaniu wentylatora głównego przewietrzania. Brak danych pomiarowych o parametrach przepływu powietrza (prędkości, ciśnienia itp.) dla rejonu ściany, przed zdarzeniem utrudnił ustalenie danych początkowych do symulacji. Obliczenia programem VentZroby dla zmiennych parametrów modelu prowadzono tak aby uzyskać najlepsze dopasowanie wyników obliczeń do danych zarejestrowanych w kopalnianym systemie gazometrii automatycznej. Wyniki badań pokazały szereg trudności w wyznaczaniu parametrów modelu numerycznego z wykorzystaniem danych uzyskanych z czujników kopalnianego systemu gazometrii automatycznej, co m.in. wynika z punktowego sposobu pomiarów w tych systemach oraz losowych zaburzeń sygnałów pomiarowych parametrów powietrza. Stwierdzono, że istotnym elementem dla wiarygodności danych jest ich potwierdzenie drogą pomiarów porównawczych, w miejscach zainstalowania czujników systemu monitoringu w wyrobiskach sieci wentylacyjnej kopalni. Losowe zaburzenia parametrów powietrza rejestrowane przez czujniki w systemie gazometrii mogą być również eliminowane przez fi ltrację sygnałów pomiarowych przed ich wykorzystaniem do badań modelowych.
EN
The study summarises the research data to be used for development of a method for forecasting the non-stationary flows of air and gas mixtures in ventilation networks, goafs, and formed during the ventilation processes, taking into account the natural and catastrophic flow disturbances. It is assumed that all vital information about the ventilation conditions are available from the automatic gas flow control system in the mine. The results of previous attempts to validate the program VenZroby were sufficiently promising and thus prompted the development of a new approach to creating numerical models of ventilation networks in the mines, incorporating the goafs too. It is suggested that numerical models should be used that are developed on the basis of the Ventilation Engineer’s Ventgraph program, with incorporated goaf areas. The newly designed program’s algorithm and interface seem to be more user-friendly. The second part of study explores the potential applications of the program VentZroby in analysing the air conditions. The case study considered there is that of the face regions 4 and 5 in the colliery “Śląsk” where a catastrophic accident occurred in September 2009. An attempt is made to reconstruct the ventilation conditions before the accident, taking into account the methane hazard. Such analyses are most helpful when studying the causes of the accident and enable us to develop professional tools for evaluating the risks due to flow and migration of explosive or toxic gases- the products of spreading coal fires in goafs. To validate the model solutions (prognosticated flows of air and methane in the face region), the monitoring data were used, available from the air velocity and ,methane concentration control systems after the main fan was switched off. Because of the lack of measurement data about the air flow parameters (velocity, pressure) before the accident, it was difficult to fi nd the initial data for simulations. Calculations supported by the program VentZroby, for variable model parameters, were done such as to achieve the best agreement between the calculation results and data available from the automatic gas flow control systems in the mine. Results revealed a number of difficulties involved in finding the parameters of the numerical model using the data from the gas flow control system, due to with point-to-point measurements implemented in these systems and random disturbances of airflow measurement signals. To prove the reliability of thus obtained results, they have to be confirmed by comparative measurements taken at those points of the ventilation network in the mine where the monitoring sensors are installed. Random disturbances of airflow parameters registered by the sensors, making up the gas flow control system, can be eliminated through filtering of measurement signals before they are used in model tests.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.