Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Archives of Mining Sciences

2 2018

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: bezpieczna wentylacja kopalni

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Optimization of forced air flow by the comparison of positive and negative regulations in mine ventilation network

Pach G.

Archives of Mining Sciences

2018

Vol. 63, no. 4

853--870

Mining ventilation should ensure in the excavations required amount of air on the basis of determined regulations and to mitigate various hazards. These excavations are mainly: longwalls, function chambers and headings. Considering the financial aspect, the costs of air distribution should be as low as possible and due to mentioned above issues the optimal air distribution should be taken into account including the workers safety and minimization of the total output power of main ventilation fans. The optimal air distribution is when the airflow rate in the mining areas and functional chambers are suitable to the existing hazards, and the total output power of the main fans is at a minimal but sufficient rate. Restructuring of mining sector in Poland is usually connected with the connection of different mines. Hence, dependent air streams (dependent air stream flows through a branch which links two intake air streams or two return air streams) exist in ventilation networks of connected mines. The zones of intake air and return air include these air streams. There are also particular air streams in the networks which connect subnetworks of main ventilation fans. They enable to direct return air to specified fans and to obtain different airflows in return zone. The new method of decreasing the costs of ventilation is presented in the article. The method allows to determine the optimal parameters of main ventilation fans (fan pressure and air quantity) and optimal air distribution can be achieved as a result. Then the total output power of the fans is the lowest which makes the reduction of costs of mine ventilation. The new method was applied for selected ventilation network. For positive regulation (by means of the stoppings) the optimal air distribution was achieved when the total output power of the fans was 253.311 kW and for most energy-intensive air distribution it was 409.893 kW. The difference between these cases showed the difference in annual energy consumption which was 1 714 MWh what was related to annual costs of fan work equaled 245 102 Euro. Similar values for negative regulation (by means of auxiliary fans) were: the total output power of the fans 203.359 kW (optimal condition) and 362.405 kW (most energy-intensive condition). The difference of annual energy consumption was 1 742 MWh and annual difference of costs was 249 106 Euro. The differences between optimal airflows considering positive and negative regulations were: the total output power of fans 49.952 kW, annual energy consumption 547 MWh, annual costs 78 217 Euro.

Przewietrzanie podziemnej kopalni powinno zapewnić dostarczenie odpowiedniej do poziomu zagrożeń i zgodnej z przepisami prawa ilości powietrza do wyrobisk górniczych w których znajdują się miejsca pracy górników. Takimi wyrobiskami są np. ściany i komory funkcyjne. Ze względów finansowych korzystne jest, aby takie przewietrzanie odbywało się przy jak najmniejszym koszcie. Z tego powodu celowe jest poszukiwanie optymalnego rozpływu powietrza uwzględniającego bezpieczeństwo pracy górników jak i minimalizującego moc wentylatorów głównego przewietrzania. Podczas prowadzonej w Polsce restrukturyzacji górnictwa często dochodzi do łączenia kopalń. Z tego powodu w sieciach wentylacyjnych połączonych kopalń występują zależne prądy powietrza, zarówno w strefie powietrza doprowadzanego (świeżego) jak i odprowadzanego (zużytego). W takich sieciach występują również szczególne prądy powietrza łączące podsieci wentylatorów głównego przewietrzania. Pozwalają one na manewrowanie (kierowanie) rozdziałem powietrza odprowadzanego (zużytego) na poszczególne wentylatory, a poprzez to uzyskiwanie różnych rozpływów powietrza w strefie zużytej. W artykule ukazano rezultaty badań nad takimi sieciami. Wskazano nową metodę pozwalającą na obniżenie kosztów wentylacji. Przedstawiona w pracy metoda pozwala na wyznaczenie parametrów wentylatorów głównego przewietrzania (spiętrzenia i wydajności), przy których uzyskuje się optymalny rozpływ powietrza. Wartość sumarycznej mocy użytecznej wentylatorów głównego przewietrzania jest wtedy najniższa, efektem czego jest obniżenie kosztów wentylacji kopalni. Według nowej metody wykonano obliczenia dla przykładowej sieci wentylacyjnej. Przy regulacji dodatniej (za pomocą tam regulacyjnych) optymalny rozpływ powietrza uzyskiwany był przy sumarycznej mocy użytecznej wentylatorów wynoszącej 253 311 W, zaś dla najmniej korzystnego rozpływu powietrza wartość ta wynosiła 409 893 W. Różnica pomiędzy tymi rozpływami przekładała się na roczną różnicę w zużyciu energii wynoszącą 1714 MWh oraz na roczna różnicę kosztów pracy wentylatorów 245 102 Euro. Analogiczne wartości dla regulacji ujemnej (z uwzględnieniem pracy wentylatorów pomocniczych) wynosiły: sumaryczne moce użyteczne wentylatorów 203 359 W (stan optymalny) i 362 405 W (stan najmniej korzystny), roczna różnica zużycia energii 1742 MWh i roczna różnica kosztów 249 106 Euro. Różnice pomiędzy rozpływami optymalnymi przy regulacji dodatniej i ujemnej wynosiły: dla sumarycznej mocy użytecznej 49 952 W, dla rocznego zużycia energii 547 MWh, dla rocznych kosztów 78 217 Euro.

Costs reduction of main fans operation according to safety ventilation in mines – a case study

Pach G., Sułkowski J., Różański Z., Wrona P.

Archives of Mining Sciences

2018

Vol. 63, no. 1

43--60

Considering the various hazards present in an underground mine, safe ventilation entails maintaining a certain airflow rate in the mining workings. The air velocity, airflow rate and air composition must be regulated in a ventilation network by operation of the main fans. On the other hand, ventilation costs must be minimized. Thus, the optimal solution is when the requisite safety features are fulfilled and the power output of the fans is at a minimal yet sufficient rate. In real-world mines, it is common to have airstreams interlinking subnets of the main fans. The current restructuring of the mining sector commonly involves the connection of different mines, which leads to an increase in the number of such cases. This article presents the results of research into ventilation networks containing these kind of airstreams and introduces a new method for reducing ventilation costs. The method is based on an algorithm which allows the determination of the resistance of a stopping, the head of the fans and the air quantity for which air distribution is optimal. As a result, the total power output of the fans is at the lowest level that yields a reduction in ventilation costs. The method was applied for two theoretical examples and a practical one which was taken from a real ventilation network. In the first example, fan power output was reduced by 17.252 kW, which gave an annual reduction of 188.909 MWh, and an annual electricity cost reduction of €27014. Therefore, optimization enabled a saving of approximately 14% of the costs. In the second example, power output was reduced by 106.152 kW, which produced an annual reduction of 1162.364 MWh, and an annual electricity cost reduction of €166218. In this case, optimization allowed a reduction in costs of approximately 40%. Considering both examples, the cost reductions did not affect the safe airflow rate. For the real-world mine, the annual savings were 2343 MWh, which corresponds to approximately €335000.

Ze względu na zagrożenia występujące w podziemnej kopalni bezpieczna wentylacja powinna zapewniać dostarczenie właściwego wydatku objętościowego powietrza do wyrobisk górniczych. Wentylatory głównego przewietrzania powinny zapewnić w wyrobiskach bezpieczną prędkość powietrza oraz jego skład chemiczny . Jednocześnie ze względów ekonomicznych istotna jest minimalizacja jej kosztów. Celem więc jest znalezienie optymalnego rozpływu powietrza uwzględniającego bezpieczeństwo górników i minimalizującego zużycie energii przez wentylatory. W istniejących kopalniach występują prądy powietrza łączące podsieci wentylatorów głównego przewietrzania. Aktualnie prowadzona restrukturyzacja górnictwa polegająca także na łączeniu kopalń przyczynia się do zwiększenia liczby takich prądów. W artykule zaprezentowano wyniki badań nad sieciami wentylacyjnymi zawierającymi wspomniane prądy powietrza. Przedstawiono nową metodę pozwalającą na obniżenie kosztów wentylacji. Przedstawiony w pracy algorytm pozwala na wyznaczenie wartości oporu tamy regulacyjnej oraz spiętrzenia i wydajności wentylatorów, przy których rozpływ powietrza jest optymalny. Uzyskiwana przy nim wartość sumarycznej mocy użytecznej wentylatorów jest najniższa, co przyczynia się do obniżenia kosztów związanych z wentylacją. W artykule przedstawiono wyniki optymalizacji przeprowadzonej według nowej metody dla dwóch przykładów teoretycznych oraz dla rzeczywistej sieci wentylacyjnej kopalni. W pierwszym przykładzie uzyskano zmniejszenie mocy użytecznej wentylatorów o 17 252 W, rocznego zużycia energii 188 909 kWh, rocznych kosztów za energię elektryczna 113 345 zł. Oszczędności wyniosły 14% względem stanu przed optymalizacja. Dla drugiego przykładu uzyskano odpowiednio spadki: mocy o 106 152 W, rocznego zużycia energii o 1 162 364 kWh, rocznych kosztów 697 418 zł. W tym przykładzie zastosowanie metody pozwoliłoby uzyskać oszczędności na poziomie 40%. Dla rzeczywistej kopalni roczne oszczędności wyniosły 2 343 MWh, co odpowiada w przybliżeniu 335 000 Euro.