Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

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.

3

Systemy kontroli i monitorowania zagrożeń gazowych w polskich kopalniach węgla kamiennego

Wasilewski S.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 12

3-11

PL

Poziom zagrożeń naturalnych w polskich kopalniach wzrasta, w ostatnich latach, wraz z eksploatacją pokładów zalegających na coraz większej głębokości. Panuje dziś powszechne przekonanie, że niezależnie od rozwijania technologii systemów eksploatacji, metod profilaktyki i zwalczania zagrożeń środkami wentylacyjnymi konieczny jest ciągły rozwój niezawodnych systemów monitorowania i kontroli zagrożeń. W artykule przedstawiono wyniki przeglądu wyposażenia kopalń w systemy gazometrii automatycznej w tym czujniki do kontroli i monitorowania parametrów fizycznych i chemicznych przepływu powietrza w wyrobiskach górniczych. Przeglądu dokonano w oparciu o opracowaną ankietę [3], którą rozesłano do kopalń, a uzyskane odpowiedzi pozwoliły pokazać aktualny stan i tendencje rozwojowe w zakresie systemów monitorowania zagrożeń metanowych i pożarowych oraz kontroli wentylacji stosowanych w polskich kopalniach węgla kamiennego. Jako podstawę porównań wykorzystano wyniki podobnych ankiet przeprowadzonych w latach 1995[1] i 2003 [2].

EN

The level of natural hazards in Polish mines has been increasing in recent years, along with the extraction of coal seams being bedded at ever greater and greater depth. There is now a widespread conviction that, regardless of development of mining Systems, development of hazards prevention methods and combating of hazards with Ventilation means a continuous development of reliable monitoring and control systems of hazards is indispensable. The article presents the results of the review of equipment of mines with automatic gasometry systems, including sensors for control and monitoring of physical and chemical parameters of air flow in mine workings. The review has been performed on the basis of a developed questionnaire [3], which has been sent to the mines, and the received responses allowed to show the current status and development trends with regard to me-thane and fire hazards monitoring systems, and Ventilation control used in Polish hard coal mines. The results of similar surveys conducted in 1995 [1] and 2003 [2] have been used as a basis for comparison.

4

Nowoczesne systemy gazometrii automatycznej w polskim górnictwie

Wasilewski S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2008

|

Wyd. spec. nr 2

167-185

PL

Przedstawiono historię gazometrii automatycznej w polskim górnictwie węgła kamiennego. Zmiany warunków górniczo-geologicznych i systemów eksploatacji generują nowe kategorie zagrożeń, jak wy rzuty metanu i skał oraz temperaturowo-klimatyczne. Te nowe zagrożenia wymagają nowych urządzeń w tym o szybkim działaniu dla zagrożeń wyrzutowych, ale także nowych kryteriów oceny zagrożeń w systemach automatycznych pomiarów. Omówiono stan aktualny systemu monitorowania i kontroli, obejmujący pomiary parametrów środowiska, transmisję i wizualizację danych, sygnalizację stanów awaryjnych i automatyczne wyłączanie energii oraz uruchamianie blokad metanometrycznych dla maszyn i urządzeń w warunkach zagrożenia wybuchem metanu. Obecne rozwiązania pozwalają na integrację systemów zabezpieczeń gazometrycznych z funkcjami alarmowania załogi o zaistniałych zagrożeniach oraz wspomaganiem działań ewakuacji górników z zagrożonych stref. Na zakończenie przedstawiono główne kierunki rozwoju gazometrii automatycznej, wykorzystujące najnowsze technologie w zakresie metrologii i telekomunikacji.

EN

The paper presents briefly history of automatic gas monitoring systems in Polish coal mines. It characterizes the present stage of the development of the monitoring and control system including measurements of environmental parameters, transmission and data visualisation, alarm state warning, automatic emergency energy shut-down and using methane monitoring for blocking machines and technological devices in case of gas explosion hazards. The new solutions which have been recently put in use allow gas monitoring systems to integrate with functions of alarms and warning in case of hazards and support operator to evacuate miners from dangerous zones. At the end of the paper there have been given some examples determining directions of development of automatic gasometry using the most advanced teclmologies within metrology and telecommunication.