Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The outburst probability index (Ww) as a new tool in the coal seam outburst hazard forecasting

Dreger Marcin, Celary Piotr

Journal of Sustainable Mining

|

2024

|

Vol. 23, iss. 1

55--60

EN

Gas and rock outbursts are one of the most unpredictable natural hazards in Polish and worldwide underground mining. The complexity and unpredictability of this phenomenon make forecasting and underground prevention difficult to achieve. Gas-geodynamic phenomenon occurs in greater intensity in the southern part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) - close to the Bzie-Czechowice fault zone. The relatively low firmness of coal combined with high methane content and pressure may result in a coal seam outburst. To forecast the gas and rock outburst occurrence, the sorption capacity and gas diffusion parameters are used in Polish coal mining. To provide a new, more direct and helpful tool for outburst hazard occurrence interpretation - an outburst probability index (Ww) has been developed in the CLP-B Laboratory. The components of the simple formula are: methane content, firmness of coal, desorption intensity, effective diffusion coefficient and methane sorption capacity. The four numerical ranges are provided to define the probability of the coal seam outburst occurrence. The new method proposed by the CLP-B Laboratory simplifies the outburst hazard prediction and can be used successfully in the coal mines to foresee the forthcoming danger. The result of the outburst probability index reflects changes in each component, which makes it adequate in long-term outburst research in the new drifting roadways.

2

The unipore and bidisperse diffusion models for methane in hard coal solid structures related to the conditions in the Upper Silesian Coal Basin

Karbownik Marcin, Krawczyk Jerzy, Schlieter Tomasz

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 3

591--603

EN

The safety of mining operations in hard coal mines must be constantly developed and improved. There is ongoing multi-directional research focused at best recognition of the phenomenon associated with the properties of the coal-gas system and its connections with mining and geological conditions. This article presents the results of sorption experiments on coals from the Upper Silesian Coal Basin, which are characterized by varying degrees of coalification. One of the parameters that describes the kinetics of methane sorption, determining and providing valuable information about gas hazard and in particular the risk of gas and rock outbursts, is the effective diffusion coefficient De. It is derived from the solution of Fick’s second law using many simplifying assumptions. Among them is the assumption that the carbon matrix consists of only one type of pore-micropores. In fact, there are quite often at least two different mechanisms, which are connected to each other, related to the diffusion of methane from the microporous matrix and flows occurring in voids and macropores. This article presents both the unipore and bidisperse models and a set of comparisons which fit them to experimental curves for selected coals. For some samples the more complex bidisperse model gave much better results than the classic unipore one. The supremacy of the bidisperse model could be associated with the differences in the coal structure related to the coalification degree. Initial results justify further analyses on a wider set of coals using the methodology developed in this paper.

3

Transport sedymentacyjny mas powyrzutowych

Topolnicki J., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 3

67--73

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wybranych własności dolomitu pobranego z mas powyrzutowych. Anizotropia kierunkowa rozmiarów ziaren zdaje się potwierdzać teorię o płatkowaniu zachodzącym w procesie niszczenia skały podczas wyrzutu gazów i skał. Wykorzystując informacje dotyczące głębokości, ciśnienia złożowego oraz porowatości otwartej w masach powyrzutowych dokonano oceny wielkości energii potencjalnej skał i gazu jaka była do „dyspozycji wyrzutu”. Dokonano również analizy możliwości transportu sedymantacyjnego mas powyrzutowych. Rozważania dotyczą dwóch przypadków. W pierwszym oddziałuje wyłącznie struga gazu a w drugim analizowany jest wpływ oddziaływania strugi unoszonego materiału skalnego.

EN

The paper presents the results of measurements of selected properties of dolomite collected from the outburst masses. Grain size anisotropy seems to confirm the theory of flaked occurring in the process of destruction of rocks during the gas rocks outbursts. Using the information on depth, reservoir pressure and open pores porosity of the outburst masses assesses the potential energy of rock and gas for “outburst disposal “. Ultimately, sediment transport of mass was analyzed. Considerations apply to the two cases. The first, takes into account only gas interactions, and the second analyzes the effect of the impact of entrained outburst mass.

4

The outburst risk as a function of the methane capacity and firmness of a coal seam

Wierzbicki M., Skoczylas N.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1023--1031

EN

In most coal basins that are currently being exploited, gas and rock outbursts pose a considerable safety threat. The risk of their occurrence is frequently assessed by means of a parameter known as the methane capacity of coal. In a lot of countries, the evaluation of the mechanical properties of coal is conducted by means of another parameter: the firmness of coal. Due to the laboratory investigations and in situ observations carried out by the authors of this paper, it was possible to determine a function space in which the outburst risk can be described as a function of the methane capacity and firmness of a coal seam. This, in turn, made it possible to link the „gas factor” to the „mechanical factor”, and thus provide a more comprehensive risk analysis.

PL

Wyrzuty gazów i skał stanowią duże zagrożenie w większości obecnie eksploatowanych zagłębi węglowych. Bardzo często wykorzystywanym parametrem oceny stanu zagrożenia wyrzutowego jest zawartość metanu w węglu. W wielu krajach do oceny mechanicznych parametrów węgla wykorzystuje się zwięzłość. Autorzy przeprowadzili badania laboratoryjne polegające na prowokacjach wyrzutów w skali laboratoryjnej. Jako materiał badawczy wykorzystane zostały brykiety węglowe. W trakcie badań wstępnych ustalona została zależność pomiędzy porowatością brykietów, a ich zwięzłością f oraz pomiędzy ciśnieniem nasycania metanem, a wskaźnikiem intensywności desorpcji dP. Pozwoliło to na przygotowywanie eksperymentów o kontrolowanych parametrach gazowych (wskaźnik intensywności desorpcji) oraz wytrzymałościowych (zwięzłość). Opracowana została metoda kontrolowania intensywności prowokacji wyrzutu poprzez określenie tempa spadku ciśnienia gazu przed czołem brykietu. Dzięki temu dla siatki parametrów f-dP możliwe było poszukiwanie minimalnej, skutecznej intensywności prowokacji wyrzutu. Znormalizowana wartość stałej czasowej spadku ciśnienia przed czołem brykietu powodującej skuteczną inicjację wyrzutu uznana została za miarę zagrożenia wyrzutowego dla rozpatrywanych parametrów f-dP. Dysponując wartościami tak określonych miar zagrożenia wyrzutowego dla całej siatki parametrów f-dP można wykreślić przestrzeń zagrożenia wyrzutowego w funkcji rozpatrywanych parametrów. Równoległa faza badań dotyczyła poszukiwania korelacji pomiędzy wskaźnikiem intensywności desorpcji, a zawartością gazu w węglu (metanonośnością Mn) na przykładzie pomiarów wykonanych w pokładzie 412 KWK „Zofiówka”. W pokładzie tym zaobserwowano bardzo wyraźną, liniową zależność pomiędzy wskaźnikiem intensywności desorpcji, a metanonośnością. Poznanie funkcyjnej zależności Mn(dP) umożliwiło przedstawienie wyników prac laboratoryjnych jako przestrzeni zagrożenia wyrzutowego w funkcji zwięzłości i metanonośności. Analiza uzyskanej przestrzeni zagrożenia wskazuje na jej zgodność zarówno z intuicją, jak i z kopalnianym doświadczeniem. Dla progowej w polskim górnictwie węglowym wartości zwięzłość (f = 0.3) stan zagrożenia wyrzutowego na poziomie 50% występuje przy Mn około 7 m3CH4/Mgcoaldaf. Aby zagwarantować podobny stan zagrożenia wyrzutowego dla kryterialnej wartości metanonośności na poziomie 8 [m3CH4/Mgcoaldaf] węgiel powinien mieć zwięzłość f powyżej 0.5. Oczywiście wartość izolinii na poziomie 50% jest umowna, a interpretacji powinny podlegać raczej kształty izolinii, niż ich wartości.

5

Evaluation and management of the gas and rock outburst hazard in the light of international legal regulations

Skoczylas N., Wierzbicki M.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1119--1129

EN

As part of the present article, the Authors analyzed relevant legal rules that are in force in countries where the gas and coal outburst hazard occurs (Australia, the Czech Republic, China, Germany, Poland, Russia, and Ukraine). Similarities and differences between particular solutions were highlighted. As the subject of the analysis were the original legal standards, the article incorporates the parameter symbols and units adopted in the discussed regulations.

PL

W ramach niniejszej pracy poddano analizie obowiązujące rozwiązania prawne z krajów, gdzie występuje zagrożenie wyrzutami gazu i węgla (Australia, Czechy, Chiny, Niemcy, Polska, Rosja, Ukraina). Zwrócono uwagę na podobieństwa i różnice w poszczególnych rozwiązaniach. Ze względu na analizę oryginalnych rozwiązań legislacyjnych w opracowaniu pozostawione zostały stosowane w odpowiednich przepisach oznaczenia parametrów oraz ich jednostki. Istnieje duże podobieństwo w obrębie przepisów w krajach europejskich. Podobieństwo to dotyczy zarówno ogólnej koncepcji przepisów, w których dąży się do maksymalnego sformalizowania nakładanych wymogów, łącznie ze wskazaniem konkretnych parametrów górniczych oraz ich wartości kryterialnych, na bazie których klasyfikowane są pokłady węglowe, bądź ich części, do poszczególnych klas zagrożenia wyrzutowego. Podobne podejście w ustawodawstwie w zakresie bezpieczeństwa w górnictwie reprezentują Chiny. W całkowitej opozycji do przepisów europejskich i chińskich znajdują się przepisy amerykańskie i australijskie. W przepisach tych wyraźnie zaakcentowany jest fakt, iż charakter ryzyka wyrzutowego jest bardzo lokalny, więc trudno go uogólniać nie tylko między kopalniami, ale również w poszczególnych wyrobiskach. Jedno, niezmienne podejście do zarządzania ryzykiem, zgodnie z przepisami australijskimi, jest więc niewłaściwe. Przepisy te nie podają szczegółowego opisu, w jaki sposób prowadzić zarządzanie ryzykiem wyrzutu, ale dają natomiast zarys tego, jakie elementy muszą być uwzględnione w rozwoju zarządzaniu ryzykiem. Kategoryzacja zagrożenia wyrzutowego w krajach europejskich i w Chinach ma wiele cech wspólnych. Ustalane są najczęściej dwie, lub trzy kategorie zagrożenia. Często incydenty wyrzutów, bądź poważnych symptomów mogących świadczyć o zagrożeniu są podstawą do zaliczenia pokładu do najwyższej kategorii zagrożenia. Dominującym parametrem w podstawowej ocenie zagrożenia wyrzutowego jest zawartość metanu w pokładzie węgla. Występuje ona w aktach prawnych wszystkich krajów, które narzucają konkretne sposoby określana stanu zagrożenia, jedynie przepisy chińskie nie obligują do badań zawartości gazu w węglu. W przepisach chińskich pojawia się pomiar ciśnienia gazu.