Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of Model-Based Tests for Analysing the Consequences of Mine Fires

Tutak M.

Multidisciplinary Aspects of Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

767--774

EN

One of the most common and most dangerous hazards in underground coal mines is fire hazard. Mine fires can be exogenous or endogenous in nature. In the case of the former, a particular hazard is posed by methane fires that occur in dog headings and longwalls. Endogenous and exogenous fires are large hazard for working crew in mining headings and cause economics losses for mining plants. Mine fires result in emission of harmful chemical products and have a crucial impact on the physical parameters of the airflow. The subject of the article concerns the analysis of the consequences of methane fires in dog headings. These consequences were identified by means of model-based tests. For this purpose, a model was developed and boundary conditions were adopted to reflect the actual layout of the headings and the condition of the atmosphere in the area under analysis. The objective of the test was to determine the effects of methane fires on the chemical composition of the atmosphere and the physical parameters of the gas mixture generated in the process. The results obtained clearly indicate that fires have a significant impact on the above-mentioned values. The paper presents the distributions for the physical parameters of the resulting gas mixture and the concentration of fire gases. Moreover, it shows the distributions of temperature and oxygen concentration levels in the headings under analysis. The methodology developed for the application of model-based tests to analyse fire events in mine headings represents a new approach to the problem of investigating the consequences of such fires. It is also suitable for variant analyses of the processes related to the ventilation of underground mine workings as well as for analyses of emergency states. Model-based tests should support the assessment of the methane hazard levels and, subsequently, lead to an improvement of work safety in mines.

2

Zabezpieczenie prądów powietrza sprowadzanych na upad w kopalniach węgla kamiennego

Szlązak N., Obracaj D.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 6

38--43

PL

W ostatnich latach powiększa się liczba kopalń prowadzących eksploatację poniżej poziomu udostępnienia. Wiąże się to z istnieniem wyrobisk, w których prądy powietrza sprowadzane są na upad. W artykule omówiono możliwości zaburzeń przepływu powietrza podczas powstania pożaru w takich wyrobiskach. Wskazano na czynniki, które powodują odwracanie się prądów powietrza ze szczególnym uwzględnieniem lokalizacji wyrobiska w strukturze sieci wentylacyjnej. Na podstawie przykładu ściany eksploatacyjnej poniżej poziomu udostępnienia wykazano trudności w odwróceniu prądu powietrza sprowadzanego na upad. Ustosunkowano się do zabezpieczeń prądów powietrza sprowadzanych na upad w obowiązujących przepisach górniczych. Zaakcentowano istotną rolę monitoringu parametrów powietrza i zabezpieczeń przeciwpożarowych w wyrobiskach ze schodzącymi prądami powietrza.

EN

The number of mines operating below the development level has increased in recent years. This is related to the existence of airways with descending air currents. Disturbances in airflow, while a fire breaks out in such airways, are discussed in the article. The factors that cause the reversion of airflows, with particular regard to the location of the airway in the structure of the ventilation network, were presented. On the basis of the example of the longwall panel below the development level, difficulties in reversing the descensional airflow are shown. The expression of authors’ standpoint with respect to the protection against the reversion of descending airways according to mining law and regulations is presented. The important role of monitoring of air parameters and fire protection in airways with descending air currents has been emphasized.

3

Danger zone of spontaneous combustion in the gob with lower entry retained along the gob

Shu-jie Y.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 9

1--5

PL

In recent years, with the increase in mining depth and the change of mining methods (such as: mining with entry retained along the gob, using Y- type ventilation system), the risk of spontaneous combustion has increased, threatening the safety in coal mine. In order to determine the danger zone of spontaneous combustion in the gob, so as to provide the basis for fire prevention, temperature probes and gas exhausting pipes were embedded in the gob along the upper entry and behind supports. Temperature and oxygen concentration at different sites were obtained. Based on the rate of temperature rise and oxygen concentration changes, the risk zone of spontaneous combustion and the features of the “three zones” in the gob were obtained. The heat dissipation zone is very narrow, the widest position of the heat dissipation zone and the oxidation zone are in the triangle strip formed by hydraulic supports and the wall of gangue bags along the lower entry retained along the gob.

EN

W ostatnich latach, wraz ze wzrostem głębokości oraz zmianą sposobów wybierania pokładów węgla (np. wybieranie z chodnikiem przyścianowym utrzymywanym wzdłuż zrobów, używanie systemu wentylacji ścianowej typu Y), zwiększone ryzyko samozapłonu zagraża bezpieczeństwu w kopalniach węgla kamiennego. W celu określenia strefy zagrożenia spontanicznym spalaniem w zrobach i zapewnieniu podstaw zapobiegania pożarom, osadzono sondy temperatury i czujniki tlenu w zrobach wzdłuż chodnika nadścianowego, za obudową zmechanizowaną. Następnie przebadano temperaturę oraz stężenie tlenu w różnych miejscach pomiaru. Na podstawie tempa wzrostu temperatury i zmian stężenia tlenu wyznaczono strefę zagrożenia samozapaleniem. W ten sposób wyznaczono «trzy strefy» w zrobach. Strefę rozpraszania ciepła, która jest bardzo wąska, szersze są strefy rozpraszania ciepła i utleniania, które znajdują się w trójkącie utworzonym przez obudowy hydrauliczne i ścianę.

4

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.

5

Determination of spontaneous combustion "three zones" in goaf of no. 713 fully mechanized longwall of Qinan Coal Mine

Dai G. L., Zhang S. C., Tang M. G.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

99-113

EN

In goaf of No.713 fully mechanized longwall of Qinan Coal Mine spontaneous combustion parameters test system was installed and different gases concentration and temperature distribution in the goaf were obtained. By use of specialized computational fluid dynamics software FLUENT leakage flow field distribution in the goaf was simulated. Finally, on the basis of oxygen concentration and temperature trends and air leakage speed distribution in the goaf, the "three zones" in the goaf was determined. The results showed that distribution of "three zones" in the goaf is not symmetrical. Along the side of intake in the goaf heat dissipation zone width is 0-30 m from the working face, oxidation zone width is 30-90 m. Along the side of return airway in the goaf heat dissipation zone width is 0-20 m from the working face, oxidation zone width is 20-80 m. The results provide a guidance for developing scientific and effective fire prevention and control measures in goaf.

PL

W zrobach ściany zmechanizowanej nr 713 kopalni węgla kamiennego w Qinan zainstalowano system badania parametrów pożaru endogenicznego, za pomocą którego uzyskano parametry różnych stężeń gazów i zakresu temperatur występujących w zrobach. Poprzez wykorzystanie specjalistycznego oprogramowania FLUENT (obliczeniowa mechanika płynów) wykonano symulację pola przepływu gazów. Na podstawie wartości stężenia tlenu oraz wskazań temperatury i prędkości przepływu powietrza w zrobach wyznaczono "trzy strefy" spalania. Wyniki pokazują, że rozkład "trzech stref' w zrobach jest niesymetryczny. Szerokość wzdłuż wlotu powietrza w strefie rozpraszania ciepła w zrobach wynosi 0-K30 m od strony wyrobiska ścianowego, szerokość obszaru utleniania to 30-90 m. Szerokość wzdłuż kanału powrotnego powietrza w strefie rozpraszania ciepła w zwalisku wynosi 0-20 m od strony roboczej, szerokość obszaru utleniania to 20-80 m. Wyniki stanowią podstawy do opracowania skutecznego i opartego na wiedzy naukowej systemu ochrony przeciwpożarowej i zabezpieczeń w zrobach.

6

Managing the spontaneous combustion hazard in sub-bituminous underground coal mine

Poborowski B., Cunningham L.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 4

581-593

EN

Testing and analysis of New Zealand's sub-bituminous coals has highlighted a characteristic of very high to extreme inherent propensity for spontaneous combustibility. A number of geological, geotechnical and operational factors specific to Rundy East Mine further aggravate the risks associated with self heating. In the past the colliery relied on natural inertisation to control the spontaneous combustion hazard in sealed areas. This process was dependent on using the natural disorption of seain methane to develop a fuel rich, but oxygen deficient atmosphere. Following a serious goaf heating resulting in an organised mine evacuation, some significant changes were introduced to the site spontaneous combustion management system. The concept of nitrogen injection, as a method of rapidly inducing oxygen depletion in newly sealed areas, was trialed. Encouraging results from the trial led to further operational use of the technique and resulted in the decision being maid to establish a permanent site based nitrogen facility. This paper presents the additional measures taken by Huntly East Mine, from a mine design, operational process control and gas management perspective, to enhance safety procedures and minimize the risks imposed by the specific characteristics of this coal and its extreme propensity to spontaneously combust. Further, a comparison is made between the gas ratios and trends, from the mine's tube bundle gas monitoring system and gas chromatograph analysis, under normal operating conditions and during the goaf selfheating incident. The results of the nitrogen injection trial are used to illustrate the proof positive of a simple, efficient and cost effective means of improving safety through the proactive management of the goaf atrnosphere. The influence of the nitrogen injection into the goaf is most graphically displayed in the time resolved graphs and Ellicott's diagrams.

PL

Badania węgla kamiennego występującego w Nowej Zelandii dowiodły jego bardzo dużej naturalnej skłonności do samozapalenia. Szereg czynników geologicznych, geotechnicznych oraz eksploatacyjnych typowych dla kopalni Huntly East Mine potęguje niebezpieczeństwo związane z samozagrzewaniem. W przeszłości, kopalnia wykorzystywała naturalną inertyzację w celu kontrolowania zagrożenia związanego z samozapaleniem w przestrzeniach otamowanych. Proces ten polegał na wykorzystywaniu naturalnej desorpcji metanu z pokładów w celu uzyskania bogatej w gazy palne, lecz wolnej od tlenu atmosfery. W wyniku poważnego incydentu samozagrzewania się zrobów prowadzącego do ewakuacji kopalni, zarząd kopałni wprowadził znaczące zmiany dotyczące procedur postępowania w przypadku pożarów endogenicznych. Przeprowadzono próbę iniekcji azotu, jako sposób na szybkie obniżenie stężenia tlenu w nowo otamowanych przestrzeniach. Zachęcające rezultaty tych prób doprowadziły do dalszego wykorzystywania tej metody, a w konsekwencji do podjęcia decyzji o utworzeniu stałej instalacji doprowadzającej azot do podziemnych wyrobisk. Niniejszy referat opisuje dodatkowe kroki podjęte przez kopalnię Huntly East Mine, począwszy od projektowania eksploatacji, kontroli atmosfery kopalnianej oraz sposobów eksploatacji, mające na celu zwiększenie procedur bezpieczeństwa i zminimalizowanie ryzyka związanego z niezwykle wysoką skłonnością do samozapałenia eksploatowanego pokładu. W dalszej jego części na podstawie systemu monitoringu gazu w wiązkach rur oraz analizy chromatograficznej gazów w normalnych warunkach eksploatacji i podczas incydentu samozagrzewania się węgla w zrobach, przeprowadzono porównanie wskaźników gazowych i trendów stężeń gazów. Wyniki próby iniekcji azotu dowodzą możliwości wykorzystania prostych, wydajnych oraz oszczędnych, poprawiających poziom bezpieczeństwa środków do kontroli składu atmosfery w zrobach. Efekt inertyzacji azotem na skład atmosfery zrobów jest graficznie zilustrowany na wykresach czasowo-rozdzielczych oraz tzw. diagramach Ellicotta.

7

Wybrane zagadnienia bezpieczeństwa oraz skuteczności inertyzacji azotem i dwutlenkiem węgla

Trenczek S.

Przegląd Górniczy

|

2006

|

T. 62, nr 9

9-17

PL

W artykule przedstawiono zarys zmian dotyczących pożarów i zagrożenia pożarowego, które występowały w czterech charakterystycznych okresach powojennego górnictwa węglowego. Przypomniano też początki inertyzacji stosowanej do celów profilaktycznych, wyszczególniając przy tym dwa okresy przełomowe, tj. rozpowszechnienie inertyzacji azotem i rozpowszechnienie, inertyzacji dwutlenkiem węgla. Omówiono wybrane właściwości gazów inertnych i wody oraz dokonano ich analizy w aspekcie niekorzystnych efektów ubocznych, jakie powstają w określonych uwarunkowaniach. Dokonano też porównania tych efektów przy stosowaniu gazów inertnych i wody. Przytoczono wybrany przykład nieskutecznej inertyzacji azotem, jaką przeprowadzono do likwidacji pożaru zaistniałego w zrobach zawałowych po wybuchu metanu. Omówiono warunki geologiczno-górnicze i wentylacyjne, które zadecydowały o nieskuteczności przeprowadzonej inertyzacji. Podkreślono znaczenie szczegółowego i bieżącego rozpoznawania rejonów przygranicznych kopalń.

EN

An outline of the changes concerning fires and fire hazard which took place in the four periods characteristic of post-war coal mining. Beginning of the inertization applied to the preventive purposes is also reminded mentioning the two crucial periods namely development of the nitrogen inertization and development of the carbon dioxide inertization. Selected properties of inert gases and water are discussed and their analysis is made in the aspect of side effects occurring under determined conditions. The comparison of these effects at using gases or water is made. A selected example of an ineffective nitrogen inertization which was used for liquidation of the fire occurred in the goaf after methane explosion. The geological and ventilation conditions which caused ineffectiveness of inertization are discussed. Importance of the detailed and actual recognition of border regions of the mine.

8

Prognoza przewietrzania kopalni w przypadku pożaru w wyrobisku ze schodzącym prądem powietrza

Dziurzyński W., Pałka T., Krawczyk J.

Przegląd Górniczy

|

2006

|

T. 62, nr 12

1-11

PL

Obecnie w kopalniach polskich według danych Wyższego Urzędu Górniczego, prowadzi się eksploatację podpoziomową dla 48 % wydobycia krajowego. Eksploatacja podpoziomowa powoduje wzrost zagrożenia, szczególnie w zakresie utrzymania bezpiecznej wentylacji wybieranych ścian. Świeże powietrze sprowadzane jest na upad do rejonów wydobywczych. Zaistnienie pożaru na drogach doprowadzających powietrze wywołać może znaczne zaburzenie w przepływie, aż do odwrócenia prądu powietrza, co może być powodem zaistnienia katastrofy. W artykule przedstawiono wyniki prognozy przewietrzania rejonów eksploatacji dla wybranych kopalń, które doprowadzaj ą po wietrze do rejonu prądami schodzącymi. Wykonane przykłady pozwoliły na określenie natężenia przepływu powietrza i gazów pożarowych w każdej drodze wentylacyjnej, wyznaczenie aktualnego punktu pracy wentylatorów, temperatury jako funkcji czasu i miejsca, rozkładu gęstości, propagacji i stężenia poszczególnych gazów jako funkcji czasu i położenia, czasu i liczby wyrobisk, w którym może dokonać się odwrócenie kierunku przepływu powietrza. Prowadzenie wielowariantowych symulacji umożliwia poznanie - przed wystąpieniem rzeczywistego zagrożenia - zachowania się sieci wentylacyjnej w czasie pożaru. Daje to możliwość prewencyjnego szkolenia służb wentylacyjnych kopalń. Uzyskane rezultaty pozwalają też na dokonanie oceny prognozowanych dróg ucieczkowych.

EN

According to the data of the State Mining Inspection 48 % of the country output is made in the Polish mines by sublevel mining. Sublevel mining causes increase of hazard, especially in the range of maintenance of the safe ventilation of the worked longwalls. Fresh air is brought to the dip to working regions. A fire on the way of air bringing can cause significant flow perturbations so far as reversal of air-flow, what can be the cause of a disaster. Results of the forecasts of working regions ventilation for selected mimes, which bring air to the region by descending flows, are presented. These examples allowed to determine the rate of air-flow and fire gases in each Ventilation way, fixing of the current working point of fans, temperature as a function of time and place, density distribution, propagation and concentration of particular gases as a function of time and position, time and number of workings in which reversal of air-flow direction can occur. Conducting of multi-variant simulations enables to know - before the real hazard occurs - behaviour of the Ventilation system at the time of fire. It gives possibility of preventive training of ventilation service personnel of mines. Achieved results allow to evaluate forecast escape routs.

9

Komputerowa metoda wyznaczania dróg ucieczkowych w czasie pożaru podziemnego.

Pałka T.

Przegląd Górniczy

|

2003

|

T. 59, nr 1

53-58

PL

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania dróg ucieczkowych, opartą na znanych z literatury wynikach badań eksperymentalnych. Badania te dotyczyły wpływu różnych czynników na prędkość poruszania się załogi znajdującej się w wyrobiskach kopalnianych w czasie pożaru podziemnego. Do wyników tych badań metodą regresji dopasowano funkcje eksponencjalne, które pozwoliły na wyznaczenie prędkości marszu górników w zależności od parametr6w technicznych wyrobiska i widoczności w zadymionym wyrobisku. Otrzymane zależności zastosowano w algorytmach programu komputerowego ESCWIN. Program ten umożliwia prognozowanie rozwoju ogniska pożaru i rozpływu gaz6w pożarowych w czasie, dzięki czemu możliwa jest prognoza widoczności w danym momencie i obliczenie czasu przejścia drogą ucieczkową w danych warunkach zadymienia. Zrealizowany program może być również pomocny przy prowadzeniu szkoleń z zakresu dróg ucieczkowych.

EN

A method of determination of escape routs based on experimental research results known from literature [5,6] is presented. That research concerned to influence of different factors on the speed of moving of the personnel being in mine workings in the time of mine fire. With the results of those research exponential functions have been matched by means of the regression method. This functions allowed to determine the speed of he miners march depending on the technical parameters of working and visibility in the smoky working. The obtained dependence have been used in the algorithms of the computer program ESCWTN [7]. This program enables forecasting of the fire centre [2] and fire gases flow in time; thanks to that a visibility prognosis is possible in a given moment and calculation of time necessary to pass the escape route under given smoky conditions. The realised program can be helpful for the escape route training.