Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

EN

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.

PL

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.

2

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

EN

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.

PL

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.

3

Charakterystyki zastępcze wentylatorów w zagadnieniach wymuszonego rozpływu powietrza

Pach G.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 2

232--246

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad charakterystykami zastępczymi wentylatorów. Przypomniano podstawowe wiadomości dotyczące tematyki wymuszonego rozpływu powietrza (dawna nazwa to regulacja sieci wentylacyjnej) oraz rodzajów stosowanych przy niej rozwiązań. Wykazano możliwość wykorzystania charakterystyk zastępczych w zagadnieniu wymuszonego rozpływu powietrza w kopalnianych sieciach wentylacyjnych, w szczególności w przypadku występowania w nich zależnych prądów powietrza zużytego łączących podsieci wentylatorów głównego przewietrzania. Wspomniane charakterystyki mogą być przedstawione jako zależności łączące wydatek objętościowy powietrza w wybranej bocznicy wentylacyjnej z wymaganym spiętrzeniem wentylatorów zapewniającym utrzymanie zadanej a priori ilości powietrza w bocznicach, w których następuje jego zużycie. Kolejna forma to charakterystyki pozwalające na określenie mocy użytecznej poszczególnych wentylatorów oraz całkowitej mocy użytecznej wszystkich wentylatorów głównego przewietrzania w kopalni w odniesieniu do wydatku objętościowego powietrza w wybranej bocznicy wentylacyjnej. W artykule przedstawiony został przykład obliczeniowy dla kopalnianej sieci wentylacyjnej zawierającej dwa wentylatory głównego przewietrzania, których podsieci są wzajemnie połączone w strefie powietrza zużytego. Zwrócono uwagę, na możliwość wykorzystania tytułowych charakterystyk przy doborze optymalnego wymuszonego rozpływu powietrza mającego na celu obniżanie kosztów wentylacji kopalni przy jednoczesnym zapewnieniu stałej, bezpiecznej ilości powietrza w miejscach jego odbioru, tj. np. w rejonach wydobywczych, komorach funkcyjnych.

EN

In this article the results of the research on the substitutive characteristics of ventilators have been presented. There has been reminded the basics knowledge concerning the forced airflow (the old name: mine network regulation) and different kinds of solutions applied to it. There has also been presented the possibility of using substitutive characteristics in the matter of forced airflow in the mine ventilation nets and especially in the case of appearing the dependent currents of used air uniting the subnets of fans of the main venting. Above mentioned characteristics can be presented as dependencies of the volume of the air in a chosen ventilatory branches and the required pressure drop of the fans which are to maintain the requested beforehand amount of air in the branches where its usage takes place. Another form are the characteristics allowing to define the output power of each fan and the aggregate output power of all the fans in the main venting in the mine with respect to the cubic amount of air in a chosen branches. In the article there has been presented a calculative example for the ventilatory net comprising two fans of the main venting whose subnets are interlinked in the area of the used air. Attention has been drawn to the possibility of using the titulary characteristics in lowering the costs of ventilating the mine and at the same time in maintaining the fixed and safe amount of air in the place of its reception, i.e. in the excavating regions or functional chambers.

4

Schematy wentylacyjne stosowane w górnictwie

Pach G., Różański Z., Wrona P., Suponik T., Popczyk M.

Inżynieria Górnicza

|

2015

|

nr 4

38--42

PL

W artykule zostały przedstawione stosowane w praktyce górniczej schematy wentylacyjne. Opisano typy elementów kreślonych na poszczególnych schematach. Omówiono zasady kreślenia schematów: przestrzennych, kanonicznych oraz potencjalnych. Wskazano na zalety tych schematów oraz pokrótce przedstawiono informacje z nich wynikające.

EN

Ventilation schemes which are commonly used in mining are presented in the article. The types of different elements presented in the schemes are described. The rules for drawing three types of schemes (space, canonical and potential) are included, too. The advantages of introduces schemes and information included in the diagram have been disscused.

5

The analogy between the conditions concerning airflow outputs sensitivity signs to changes in the resistance of side branches and H. Czeczott's conditions concerning the flow direction in a simple diagonal network

Kolarczyk M.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 2

271-292

EN

The scope of the paper is the problem of the sensitivity of airflows to changes in the resi: side branches in simple diagonal networks. Sensitivity [...] of air output Vi to an increase of sid rcsistance Rr is the limit of the differential quotient [...],. where [...] is approaching zero. Reference is made to the methods of designating sensitivity illustrated by examples of an ancillary netw ancillary network describes the propagation of a disturbance that appears in a basic network, evoked by changes in the resistance of a selected side branch. In diagonal networks sensitivity signs are not always explicit. This feature distinguishes diagonal networks from normal networks, due to the so called:"relative diagonality" of side branches. In an ancillary network other side branches are diagonal in relation to the source branch that enforces flows. By employing the ancillary network the conditions concerning the sensitivity signs in a simple diagonal network were derived for the couples of side branches belonging to the same cross-section and for the couples belonging to the same route. For some couples in the cross-section the signs were determined as positive or negative. Likewise, for some couples belonging to the same route the sings can also be positive or negative. Accordingly, some dependencies between airflow outputs and resistance may be increasing, very small (insignificant) or decreasing, which may be resolved on the grounds of sensitivity. A regularity distinguishing simple diagonal networks from normal was indicated. Hence, the problem of side branches diagonality concerns not only airflow directions but also sensitivity signs. The form of the conditions determining the sensitivity signs is very similar to H. Czeczott's conditions describing the direction of airflows in a diagonal network.

PL

W artykule przeanalizowano zagadnienie wrażliwości prądów powietrza na zmiany oporów bocznic w sieci przekątnej prostej. Przez wrażliwość [...] wydatku powietrza Vi na przyrost oporu bocznicy Rr rozumie się granicę ilorazu różnicowego [...], przy [...], dążącym do zera. Przypomniano znane metody wyznaczania wrażliwości oraz ilustrację tych metod z wykorzystaniem sieci dołączonej. Sieć dołączona obrazuje rozchodzenie się zaburzenia, które powstaje w sieci podstawowej przy zmianie oporu w wybranej bocznicy. W sieciach przekątnych znaki wrażliwości nie zawsze są jednoznaczne. Odróżnia to sieci przekątne od normalnych. Istotna w tym zakresie jest tzw. względna przekątność bocznicy. W sieci dołączonej inne bocznice są przekątne względem bocznicy źródłowej wymuszającej przepływy. Korzystając z sieci dołączonej wyprowadzono warunki dotyczące znaków wrażliwości w sieci przekątnej prostej dla par bocznic należących do tego samego przekroju przez sieć oraz dla par bocznicy należących do tej samej drogi. Stwierdzono, że znaki te dla niektórych par w przekroju mogą być dodatnie lub ujemne. Podobnie dla niektórych par bocznic należących do tej samej drobi znaki te mogą być dodatnie lub ujemne. Tym samym niektóre zależności wydatków powietrza od oporów mogą być rosnące, bardzo słabe lub malejące. Można to rozstrzygnąć znając wrażliwości. Stwierdzone prawidłowości odróżniają sieć przekątną prostą od sieci normalnych. Zagadnienie przekątności bocznic w sieci dotyczy więc nie tylko kierunków przepływu powietrza lecz także znaków wrażliwości. Postać podanych warunków rozstrzygających o tych znakach jest bardzo podobna do warunków H. Czeczotta, które rozstrzygają o kierunku przepływu powietrza w bocznicy przekątnej.

6

Szczególny przypadek doboru spiętrzeń dwóch wentylatorów głównych w obliczeniach wymuszonego rozpływu powietrza w kopalni

Kolarczyk M., Pach G., Oleksy M.

Przegląd Górniczy

|

2007

|

T. 63, nr 7-8

22-28

PL

W obliczeniach wymuszonego rozpływu powietrza w projektowanej lub w istniejącej kopalnianej sieci wentylacyjnej (tzw. Regulacji sieci) między innymi wyznacza się potrzebne spiętrzenia wentylatorów głównych oraz parametry regulatorów rozpływu. W sieciach pasywnych bez prądów zależnych i z tymi prądami zagadnienie to zostało już opracowane. Między innymi dąży się do minimalizacji mocy wentylatorów głównych. W sieciach z prądami zależnymi, występującymi w strefie zużytej pomiędzy podsieciami wentylatorów głównych, nie można stosować znanych metod - występuje konieczność opracowania nowego sposobu przeprowadzania obliczeń. W artykule przedstawiono najprostszy przypadek doboru spiętrzeń dwóch wentylatorów głównych, gdzie oprócz wyznaczania drogi szczególnej, na przykład najtrudniejszej, występuje konieczność rozdziału powietrza do tych wentylatorów i minimalizacji ich mocy. Przypadki bardziej złożone wymagają stosowania bardziej szczegółowej optymalizacji.

EN

In calculations of forced air propagation in designed or existing mine ventilation system (so called system control) among others one determine necessary main fans ram effects as well as parameters of propagation controllers. In the passive systems without dependent air-flows and with this flows this problem is already worked out. Among others one aims at main fans power minimization. In the systems with dependent flows occurring in the return zone between subsystems of main fans the known methods can not be used - necessity to work out a new way of calculations conducting appears. The simplest case of two main fans ram effect selection is presented, where apart from determination of special way, e.g. the most difficult, necessity of air distribution on this fans and their power minimization occur. The more complex cases require using more detailed optimization.

7

Sposób oceny zagrożenia temperaturowego w kopalni głębokiej oparty na analizie schematu temperaturowego kopalnianej sieci wentylacyjnej

Knechtel J.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 8

24-36

PL

Przedstawiono podstawy schematu temperaturowego kopalnianej sieci wentylacyjnej. Schemat ten następnie wykorzystano do analizy zagrożenia temperaturowego wirtualnej kopalni z sześcioma oddziałami wydobywczymi. Pozwoliło to w prosty sposób wychwycić przyczyny występowania wysokich temperatur powietrza i podjąć środki umożliwiające zmniejszenie zagrożenia klimatycznego. Prezentowany schemat temperaturowy dotyczy zarówno sieci istniejącej jak i projektowanej.

EN

The article presents principles of the mine ventilation system temperature chart. Then the chart is used for analysing the temperature threat in a virtual mine with six mining sections. This allowed to identify in a simple way the causes of high air temperature and to take steps enabling to reduce climatic hazards. The presented temperature chart refers both to the existing network and the planned network.

8

Badanie rozkładu ciśnienia absolutnego w kopalnianej sieci wentylacyjnej

Dziurzyński W., Kruczkowski J.

Górnictwo / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2002

|

R. 26, z. 2

67-77

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki rejestracji zmian ciśnienia absolutnego w węzłach wlotowym i wylotowym bocznicy wentylacyjnej. Do badań wykorzystano, nowej generacji, cyfrowe mierniki ciśnienia absolutnego typu microBAR, dzięki czemu uzyskano dużą dokładność pomiaru. Podano krótką charakterystykę parametrów metrologicznych i technicznych przyrządów. Przedstawiono wyniki pomiarów dokonanych na końcach bocznicy dwoma miernikami w tym samym czasie lub w różnych momentach czasowych. Pokazano wynik rejestracji zmian ciśnienia absolutnego w węźle i na dolotach do niego.

EN

Recordings of absolute pressure changes in inlet and outlet node of a ventilation heading were presented. Application of new generation digital absolute pressure meters microBar enabled a high measurement accuracy. A short capability description and technical characteristic of the meters was presented. The meters were located at both ends of a branch where simultaneous and subsequent measurements were made. Result of absolute pressure changes in a node and adjacent workings was presented.