Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Interlevel Connections as a Way to Increase the Ventilation Efficiency of a Mine Ventilation Network - a Case Study

Słota Krzysztof, Słota Zbigniew, Morcinek-Słota Anna

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2023

|

Vol. 33, no. 3

99--100

EN

The exploitation of the deposit necessitates continuous optimisation of the ventilation network, as well as the need to change fans. One way of optimising the network and increasing the efficiency of ventilation may be to make interlevel connections in the form of large-diameter openings. In this study, simulation calculations were carried out by assuming the drilling of large-diameter holes and the selection of parameters for the main ventilation fans. An evaluation of the ventilation network was carried out by checking the validity of the simulation data with the actual data. The ventilation calculations showed that it is possible to increase the ventilation efficiency through the aforementioned method. The results of the calculations are presented with tabular data and simplified ventilation diagrams. The creation of at least one large-diameter opening and the upgrading of the main ventilation fans will ensure a minimum of proper functioning of the ventilation system. The drilling of a further opening will ensure that there is sufficient air in each ventilation area - an increase of 50% in the mine's air volume will be achieved.

2

Methane hazard during the closure of mine excavations in liquidated mine – numerical simulation

Dziurzyński Wacław, Krawczyk Jerzy, Pałka Teresa, Krach Andrzej, Skotniczny Przemysław

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 3

525--538

EN

The closure of deep mines, featuring multi level seam extraction, lasts many years. During this time period, the ventilation system must ensure adequate working conditions, and ensure the safety and stability of fan operation in gas and fire hazards conditions. The analysis of air flows and methane inflows during the progress of mining mine excavations closure, is the primary object of the article. Execution of such analysis requires knowledge of the mining mine excavations’ closure schedule, the structure of the ventilation system under consideration, the values of the parameters describing the air flows delivered to the mine excavations, and the current characteristics of operating fans and predicted methane exhalation. A computer database, currently being updated by a mine ventilation department for the VentGraph-Plus computer software, has been used simulate the various ventilation scenarios experienced, during the final stage of closure, including the shutdown of the main fans and the backfilling of shafts. The results of case study, containing 2 variants of simulated examples, are presented in the form of diagrams of methane concentration changes in time at characteristic places of the mine. The completed simulations of ventilation processes during the closure of mine excavations and transfer of inflowing methane, indicate useful possibilities of the computational tool used.

3

Defining the computational domain and boundary conditions for fluid flow in a mining excavation

Janus Jakub, Krawczyk Jerzy

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 3

425--441

EN

For underground mine workings, the shape of the computational domain may be difficult to define. Historically, the geometry models of mine drifts were not accurate representations of the object but rather a simplified approximation. To fully understand a phenomenon and save time on computations, simplification is often required. Nevertheless, in some situations, a detailed depiction of the geometry of the object may be necessary to obtain adequate simulation results. Laser Scanning enables the generation of 3D digital models with precision beyond the needs of applicable CFD models. Images composed of millions of points must be processed to obtain geometry suitable for computational mesh generation. A section of an underground mine excavation has been selected as an example of such transformation. Defining appropriate boundary conditions, especially the inlet velocity profile, is a challenging issue. Difficult environmental conditions in underground workings exclude the application of the most efficient and precise methods of velocity field measurements. Two attempts to define the inlet velocity profile have been compared. The first one used a sequence of simulations starting from a flat profile of a magnitude equal to the average velocity. The second one was based on the sixteen-point simultaneous velocity measurement, which gave consistency with measurement results within the range of applied velocity measurement method uncertainty. The article introduces a novel methodology that allows for more accurate replication of the mine excavation under study and the attainment of an appropriate inlet velocity profile, validated by a satisfactory correspondence between simulation outcomes and field measurements. The method involves analysing laser-scanned data of a mine excavation, conducting multi-point velocity measurements at specific cross-sections of the excavation that are unique to mining conditions, and utilising the k-ω SST turbulence model that has been validated for similar ventilation problems in mines.

4

Numerical simulation study on fire hazard of a coal mine transport roadway

Peng Shijie, Huang Zhian, Dong Ding Wen

Mining Science

|

2022

|

Vol. 29

33--52

EN

Due to the special structures and geographical environments of the main transport roadway of underground coal mines, it is difficult to deal with accidents and rescues in cases of fire and it is easy to cause casualties and structural damage of the roadway. In this study, a roadway fire model was established using FDS software on the basis of theoretical analysis. The smoke diffusion, temperature distribution, and CO concentration distribution in a fire period were simulated under four working conditions. The results showed that the time required for the smoke layer to descend to human breathing height was positively correlated with the distance between the position and the fire source. Under the most unfavorable conditions, the smoke reached human breathing height at 15.11 s and 100 m away from the fire source. After the fire broke out, the ambient temperature in the roadway rose rapidly, and the highest temperature in the area adjacent to the fire source reached 340 ℃. The farther away from the fire source, the lower the temperature, but it was still higher than the human body's optimum temperature (25 ℃) until 200 m away. The results of this study can provide a basis for the preparation of roadway fire emergency plans.

5

Proposed design fire scenarios for underground hard rock mines

Hansen Rickard

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 4

261--277

EN

Given the complexity and uniqueness of underground hard rock mines, the application of the design fire scenario approach is recommended when evaluating fire safety in mines. Providing a full set of design fire scenarios – ensuring that several important life safety aspects are covered – for a mine can be challenging. The question is whether a catalogue of potential clusters of design fire scenarios could be developed, covering important aspects found underground? Given the general lack of research into design fires in the mining industry, this paper provides a unique analysis of design fire scenarios in underground hard rock mines. Taking advantage of several different and diverse data sources, a comprehensive analysis with holistic character is provided where several proposed clusters of design fire scenarios and analyses of what criteria to apply when evaluating the scenarios are presented. The analysis of suitable criteria highlights the toxicity of the emitted smoke and decrease in visibility as potential criteria underground. The proposed scenarios focus on influencing parameters such as the fire behaviour, position of fire, fire load, and smoke spread. The proposed clusters of design fire scenarios will provide a key tool when evaluating fire protection measures in an underground mine.

6

Zastosowanie metody złotego podziału do wyznaczania optymalnego rozpływu powietrza w kopalnianych sieciach wentylacyjnych zawierających bocznice łączące podsieci wentylatorów głównego przewietrzania

Pach Grzegorz

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 1-3

59--67

PL

Do miejsc pracy górników w podziemnej kopalni powinno być dostarczane powietrze w ilości adekwatnej do występujących zagrożeń oraz spełniające wymogi prawne. Takimi miejscami są m.in. rejony wydobywcze i komory funkcyjne. Z drugiej strony, przewietrzanie kopalni powinno odbywać się przy jak najniższych kosztach finansowych, a więc przy najmniejszym zużyciu energii. Korzystne jest więc znalezienie takiego rozpływu powietrza w wyrobiskach kopalni, dla którego moc użyteczna wentylatorów jest najniższa, a jednocześnie rozpływ ten spełnia sztywne wymagania wynikające ze zwalczania zagrożeń naturalnych. W artykule przedstawiono metodę obliczeniową pozwalającą na szybkie wyznaczenie optymalnego rozpływu powietrza w szczególnej kopalnianej sieci wentylacyjnej, zawierającej zależne prądy powietrza łączące podsieci wentylatorów głównego przewietrzania. Przedstawiony algorytm wykorzystuje znaną w matematyce metodę złotego podziału. Wyniki osiągnięte za pomocą tej metody porównano na przykładzie z rozwiązaniem uzyskanym drogą przeliczenia wielu stanów rozpływu powietrza, aproksymacji funkcją wielomianową i określeniu jej minimum. Dla rozpatrywanego przykładu różnica w rozwiązaniach nie była większa niż 0,007%.

EN

Air should be supplied to miners’ workplaces in the underground mine in an amount adequate to the existing hazards and meeting legal requirements. Such places are e.g.: mining areas and functional chambers. On the other hand, ventilation of the mine should be carried out with the lowest possible financial costs, and therefore with the lowest energy consumption. Therefore, it is advantageous to find such air distribution in mine workings, for which the useful power of fans is the lowest, and at the same time this air distribution meets the rigid requirements resulting from preventing natural hazards. The article presents a computational method that allows for quick determination of the optimal air distribution in a specific mine ventilation network, containing dependent air currents connecting the main ventilation fan sub-networks. The presented algorithm uses the golden ratio method known in mathematics. The results obtained by this method were compared on the example with the solution obtained by converting many states of air flow, approximation by a polynomial function and determining its minimum. For the considered example, the difference in solutions was not greater than 0.007%.

7

Flow characterization in mine ventilation fan blade design using CFD

Hassen Anwar Endris

Journal of Sustainable Mining

|

2021

|

Vol. 20, iss. 3

144--156

EN

In axial ventilation fans, the generation of a uniform flow velocity is desirable for better efficiency. To that end, different fan blade types have been developed to achieve better flow uniformity. This article aimed to characterize the flow distribution and its uniformity in four blade designs, namely constant chord, tapered blade, skewed blade, and tapered skewed blade, using Computational Fluid Dynamics (CFD). The study employs an iterative study where key study decisions are made as the study progresses. The study began with the selection of a blade profile for the study. A comparative study between the NACA seven-digit and four-digit series was conducted and for its higher flow throughput, the four-digit airfoil profile was selected. Next, with 30 and 40° Angle of Attack (AoA), the constant chord blade flow pattern is characterized. At 40° AoA flow disturbance and high-velocity spots were observed establishing the problem statement. Following that, three optimization strategies (tapering, skewing, and taper skewing) were applied in the design, and the flow pattern of each design was studied. Using a dispersion study a flow uniformity comparison between the models conducted. The property trade-off between three key performance indicators: efficiency, flow rate, and flow uniformity studied. The result shows an axial fan having a higher efficiency doesn't necessarily mean it has higher throughput whereas lower flow dispersion relates to the system's higher efficiency. Therefore, it can be concluded that seeking higher efficiency and flow uniformity in the design and development of axial fans comes with system throughput trade-off.

8

A Solution to Ensure Ventilation when Expanding the Area of Cam Thanh Underground Coal Mine, Ha Long Coal Company, Vietnam

Nguyen Cao Khai, Nguyen Van Tinh, Nguyen Phi Hung, Nguyen Van Quang

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 2

533--542

EN

In the process of underground mining, the mining system changes for various reasons. One of the main reasons is changes in the mining production plans, especially the scales and outputs. Nowadays, coal mines in Vietnam have been expanding in width and depth, and so have the mines’ ventilation systems. Consequently, there will be changes in the alteration of the structure of the design ventilation system, which reduces the effectiveness of the ventilation and does not meet the main objective of mine ventilation, directly affect the safety of the working environment in the mine. Therefore, it is necessary to research the improvement of the ventilation system with the development and specific conditions of underground coal mines in Vietnam, improving the efficiency of the ventilation work and assuring the safety of the mine environment. Cam Thanh coal mine, Ha Long coal company, Vietnam, is the case study for this research. The article considers the plan of increases the mining output by more than 1.5 times, propose solutions to improve the ventilation system accordingly, helping the company proactively implement the production plan, ensure the working environment's safety, and reduce the costs of mine ventilation.

9

Air flow modelling on the geometry reflecting the actual shape of the longwall area and goafs

Janus Jakub

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 4

495--509

EN

The article presents a numerical model of a U-ventilated longwall, taking into account detailed elements such as arch yielding support, roof supports and shearer. What distinguishes it from previous models is the mapping of adjacent goafs. This model considers the current state of knowledge regarding spatial height distribution, porosity and permeability of goafs. Airflow calculations were carried out using the selected turbulence models to select appropriate numerical methods for the model. Obtained results show possibilities of conducting extensive numerical calculations for the flow problems in the mine environment, taking into account more complex descriptions and the interpretation of the calculation results carried out with simpler models.

10

Dobór średnicy kolektora metanowego na podstawie symulacji komputerowej mechaniki płynów w warunkach górniczo-geologicznych JSW S.A.

Zapletal Pavel, Kosowski Maciej

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 5

34--38

PL

Celem artykułu jest porównywanie zależności ciśnienia panującego w rurociągu odmetanowania do objętości mieszaniny gazu kopalnianego odprowadzanego do tegoż rurociągu pojedynczym kolektorem metanowym. Badanie przeprowadzono na podstawie symulacji komputerowej mechaniki płynów w programie Ansys Fluent poprzez utworzenie sieci pomiarowej oraz nadanie odpowiednich warunków brzegowych. W rezultacie otrzymano wyniki potwierdzające występowanie problemu przewymiarowania armatury odmetanowania oraz zwrócono uwagę na konieczność stworzenia algorytmu doboru prawidłowej średnicy kolektora metanowego.

EN

The purpose of the article is to compare the dependence of pressure in the methane drainage pipeline to the volume of the mine gas mixture discharged into that pipeline by a single methane collector. The study was conducted on the basis of computer simulation of fluid mechanics in the Ansys Fluent program by creating a measuring network and providing appropriate boundary conditions. The obtained results confirm the problem of oversizing specific parts of the methane drainage pipeline. It is necessary to create an algorithm for selecting the correct diameter of methane collector.

11

Modelowanie przepływu powietrza w narożu ściany wydobywczej

Janus Jakub, Krawczyk Jerzy

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2020

|

T. 22, nr 1-4

9--16

PL

W artykule został zaprezentowany model numeryczny ściany przewietrzanej na U z uwzględnieniem szczegółowych elementów jak: obudowa ŁP, obudowa ścianowa, kombajn oraz przegroda wentylacyjna w górnym narożu ściany. Od poprzednich opisów odróżnia go sposób odwzorowania przyległych zrobów. Opis ten uwzględnia obecny stan wiedzy odnośnie rozkładów przestrzennych wysokości, porowatości i przepuszczalności zrobów. Analogiczne rozkłady są stosowane w dwuwymiarowym modelu zaimplementowanym w programie Ventgraph Zroby. Porównanie wyników obliczeń trójwymiarowego przepływu z symulacjami Ventgraph-a mogą być użyteczne do weryfikacji prostszego opisu oraz oceny wpływu uproszczeń na wyniki symulacji. Przeprowadzono obliczenia przepływu powietrza z zastosowaniem wybranych modeli turbulencji, w celu doboru odpowiednich metod numerycznych modelu. Uzyskane wyniki prezentują możliwości prowadzenia rozległych obliczeń numerycznych dla zagadnień przepływowych w środowisku kopalnianym, przy uwzględnieniu coraz dokładniejszego opisu oraz interpretację wyników obliczeń prowadzonych przy pomocy prostszych opisów.

EN

The article presents numerical model of a U-ventilated longwall, taking into account detailed elements such as arch yelding suport, roof suports and shearer. What distinguishes it from previous models is the mapping of adjacent goafs. This model taks into account the current state of knowledge regarding spatial height distribution, porosity and permeability of goaf. Analogous models are used in two-dimensional models implemented in Ventgraph Zroby Software. Comparing the calculation results of three-dimensional flow with Ventgraph simulations may be useful to verify a simpler description and to assess the impact of simplifications on the simulation results. Air flow calculations were carried out withe the use of selected turbulence models in order to select appropriate numerical methods for the model. Obtained results show possibilities of conducting extensive numerical calculations for the flow problems in the mine environment, taking into account more complex description, and the interpretation of the calculation results carried out with simpler models.

12

Anenometr stacjonarny do monitorowania przepływu powietrza w systemie wentylacyjnym kopalni

Kruczkowski Janusz

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2020

|

T. 22, nr 1-4

75--86

PL

Prawidłowe i niezawodne działanie systemu przewietrzania wyrobisk jest jednym z podstawowych elementów gwarantujących prowadzenie bezpiecznego wydobycia kopalin w podziemnych zakładach górniczych. Zapewnia bezpieczeństwo załogi i pozwala na prawidłowe prowadzenie procesów technologicznych. Do monitorowania sytemu przewietrzania wykorzystuje się szereg przyrządów mierzących parametry fizykochemiczne atmosfery. Jednym z najważniejszych jest anemometr, mierzący prędkość ruchu powietrza. W oparciu o wynik tego pomiaru można wyznaczyć strumień objętości powietrza przepływającego przez wyrobisko. W IMG PAN od wielu lat prowadzi się prace związane z opracowaniem nowych modeli anemometrów ręcznych i stacjonarnych. Laboratorium Systemów Pomiarowych zajmuje się konstrukcjami anemometrów w których stosowany jest czujnik skrzydełkowy. Zrealizowane projekty finalizowane są w postaci wdrożeń komercyjnych. Aktualnym celem wdrożeniowym jest stacjonarny anemometr skrzydełkowy o symbolu MPP. Rozwój systemów telemetrii kopalnianej spowodował konieczność dokonania zmian w współpracujących z nimi przyrządach pomiarowych. W niniejszym opracowaniu przedstawiono prace w wyniku których całkowicie zmieniono układ elektroniczny anemometru MPP, dostosowując go do transmisji danych z modulacją częstotliwościową typu FSK. Jednocześnie wprowadzono nowe rozwiązania zwiększające funkcjonalność przyrządu. Anemometr MPP 2 wyposażono w zewnętrzny monitor, czujniki temperatury i położenia. Układy mechaniczne i elektroniczne anemometru zaprojektowano zgodnie z wymaganiami norm obowiązujących dla urządzeń przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchami gazów i par cieczy.

EN

The article describes the work that resulted in changing the electronic circuitry of a stationary anemometer. New anemometer was adjusted to data transmission type Frequency-Shift Keying. At the same time new solutions have been introduced to increase its functionality. The anemometer was equipped with an external monitor, an external temperature sensor and a 3 axis accelerometer. The electronic and mechanical systems were designed in accordance with the requirements of standards applicable to devices intended for work in zones endangered with gas explosion.

13

Current Situation and Solutions to Advanced Ventilation Efficiency in Giap Khau Coal Mine Area, Hon Gai Coal Company of Viet Nam

Nguyen Cao Khai, Nguyen VanThinh, Nguyen Phi Hung, Dao Van Chi, Nguyen Van Quang

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 2, vol. 1

209--219

EN

Mine ventilation aims to dilute toxic gas concentrations, dilute dust concentrations, remove them from the mine and ensure pleasant microclimate conditions in the mine, especially at work sites. Currently, in underground coal mines in general and in Giap Khau mine area, Hon Gai coal company, in particular, is in the process of converting the mining area into deep, as well as increasing output. Therefore, it is important to ensure that ventilation is a top priority in long-term occupational safety and meets the plan to increase coal production. In this study, we have evaluated the current state of ventilation in Giap Khau mine area. From those research results, on the basis of computational research methods, we have come up with reasonable solutions to change and improve ventilation efficiency for the mine in the condition of complicated mining plan and technology characteristics are still limited compared to those in the world. Specific solutions solve 2 problems: First, ensure ventilation for the current mining operation stage; Secondly, we have researched and proposing suitable solutions for ventilation of Giap Khau area mine when it has to increase production and move down to an adjacent project at a deeper level.

PL

Zwiększająca się głębokość pokładów węgla w kopalniach podziemnych ogólnie mówiąc a szczególnie w kopalni Giap Khau i związany z nią wzrost temperatury pierwotnej górotworu są powodem pogarszania się warunków mikro-klimatycznych pracy górników i wystąpienia zagrożenia klimatycznego w przodkach górniczych. Wentylacja ma na celu rozrzedzenie stężeń gazów toksycznych, rozrzedzenie stężeń pyłów, usunięcie ich z kopalni oraz zapewnienie przyjemnych warunków mikroklimatycznych. W artykule, przedstawiono wyniki oceny aktualnego stanu wentylacji w kopalni Giap Khau i odpowiednie rozwiązania, które pozwalają poprawić efektywność systemu wentylacji zwalczając zagrożenie klimatycznych kopalni.

14

Development of automated mine ventilation control systems for Belarusian potash mines

Semin Mikhail A., Levin Lev Y., Maltsev Stanislav V.

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 4

803--820

EN

In recent decades, two different approaches to mine ventilation control have been developed: ventilation on demand (VOD) and automatic ventilation control (AVC) systems. The latter was primarily developed in Russia and the CIS countries. This paper presents a comparative analysis of these two approaches; it was concluded that the approaches have much in common. The only significant difference between them is the optimal control algorithm used in automatic ventilation control systems. The paper describes in greater detail the algorithm for optimal control of ventilation devices that was developed at the scientific school of the Perm Mining Institute with the direct participation of the authors. One feature of the algo-rithm is that the search for optimal airflow distribution in the mine is performed by the system in a fully automated mode. The algorithm does not require information about the actual topology of the mine and target airflows for the fans. It can be easily programmed into microcontrollers of main fans and ventilation doors. Based on this algorithm, an automated ventilation control system was developed, which minimizes energy consumption through three strategies: automated search for optimal air distribution, dynamic air distribution control depending on the type of shift, and controlled air recirculation systems. Two examples of the implementation of an automated ventilation control system in potash mines in Belarus are presented. A significant reduction in the energy consumption for main fans’ operation obtained for both potash mines.

15

Rejestracje rozkładu stężenia metanu na skrzyżowaniu wylotu ściany z chodnikiem nadścianowym

Wasilewski Stanisław

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2019

|

T. 21, nr 1-4

15--26

PL

Praktyka górnicza oraz wyniki badań pokazują, że dla przewietrzanie ścian sposobem na „U” po caliźnie węglowej występuje migracja metanu ze zrobów do likwidowanej części chodnika wentylacyjnego, co ma istotny wpływ na zagrożenia metanowe. Wcześniejsze badania prowadzono dla rozpoznania dopływu metanu do ściany w czasie urabiania kombajnem. Obecnie jest to próba oszacowania dopływu metanu z odkrytej calizny, a przede wszystkim ze zrobów ściany przy braku urabiania i pracy maszyn. Praktyka pokazuje, że w przypadku przewietrzania ściany sposobem na U po caliźnie węglowej powietrze ucieka do zrobów w początkowym odcinku ściany, aby wypływać w jej końcowym biegu wynosząc gazy zrobowe, w tym metan, do ściany oraz do skrzyżowania ściany z likwidowanym chodnikiem wentylacyjnym. W artykule przedstawiono eksperyment badawczy, w którym zastosowano bezprzewodowe czujniki metanu nie skrepowane liniami pomiarowymi. Taka instalacja umożliwiła rejestrację stężenia metanu dla dowolnego rozłożenia czujników metanu na końcu ściany i na skrzyżowaniu wylotu ściany z chodnikiem nadścianowym. Uzyskane wyniki rejestracji maja istotne wartości poznawcze dostarczając potrzebnych danych do weryfikacji i walidacji badań modelowych.

EN

Mining practice and research results show that for longwalls with the “U” type ventilation system and variant with airflow along the solid coal, methane migration from goaf to the liquidated part of the tailgate has a significant impact on methane hazards. Earlier studies were conducted to identify the methane inflow to the longwall during mining with a shearer. Currently, it is an attempt to estimate the inflow of methane during stoppage of mining and machine operation. Then remaining emission sources are mainly all the longwall goaf and a smaller amount comes from the coal face. Practice shows that in the case of such ventilation arrangement, the air leaks from longwall into the goaf in the initial section of the longwall and flows back into the longwall close to the end, carrying the goaf gases, including methane, to the longwall and to the crossing of the longwall outlet with the tailgate. The paper presents a research experiment in which wireless methane sensors were used. Due to the lack of cumbersome wires they could be freely distributed in the final sections of the longwall and at the crossing of the longwall outlet with the tailgate. The registration results obtained have significant cognitive values, providing the necessary data for verification and validation of model research.

16

Assessing the current status of underground mine ventilation system in ThanhCong- CaoThang area, HonGai coal company, QuangNinh region, Vietnam

Nguyen CaoKhai, Nguyen VanThinh, Nguyen VanQuang

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 2/2

45--51

EN

In underground mine ventilation, there are many causes affecting the efficiency of mine ventilation, even affecting mine safety. In order to have an effective mine ventilation system, the research and evaluation of mine ventilation, in order to get timely solutions to improve the efficiency of mine ventilation, is essential and must be done. regularly. Thanh Cong - Cao Thang coal mine area of Hon Gai Coal Company, Quang Ninh region, Vietnam is a mine exploited underground. The nature of this mine is the consolidation (connecting) of Thanh Cong areas and CaoThang areas in the period of 2016. After consolidation into Thanh Cong - Cao Thang mine, many factors in the mine ventilation system of The mine site is altered and affects the efficiency of mine ventilation. This article has analyzed and evaluated the current status of Thanh Cong - Cao Thang Area Ventilation System to help research and select appropriate solutions to promptly improve the efficiency of mine ventilation and ensure security, ensure a safe environment and reduce the cost of mine ventilation.

17

Methodology for determining methane distribution in a longwall district

Dziurzyński Wacław, Palka Teresa, Krach Andrzej, Wasilewski Stanisław

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 3

467--485

EN

This paper presents mathematical models enabling the calculation of the distribution and patterns of methane inflow to the air stream in a longwall seam being exploited and spoil on a longwall conveyor, taking into account the variability of shearer and conveyor operation and simulation results of the min-ing team using the Ventgraph-Plus software. In the research, an experiment was employed to observe changes in air parameters, in particular air velocity and methane concentration in the Cw-4 longwall area in seam 364/2 at KWK Budryk, during different phases of shearer operation in the area of the mining wall in methane hazard conditions. Presented is the method of data recording during the experiment which included records from the mine’s system for automatic gasometry, records from a wireless system of eight methane sensors installed in the end part of the longwall and additionally from nine methane anemometers located across the longwall on a grid. Synchronous data records obtained from these three independent sources were compared against the recording the operating condition of the shearer and haulage machines at the longwall in various phases of their operation (cleaning, cutting). The results of the multipoint system measurements made it possible to determine the volume of air and methane flow across the longwall working, and, consequently, to calculate the correction coefficients for determining the volume of air and methane from measurements of local air velocity and methane concentration. An attempt was made to determine the methane inflow from a unit of the longwall body area and the unit of spoil length on conveyors depending on the mining rate. The Cw-4 longwall ventilation was simulated using the data measured and calculated from measurements and the simulation results were discussed.

PL

W artykule przedstawiono modele matematyczne pozwalające obliczyć rozkład i przebieg dopływu metanu do strumienia powietrza w ścianie z urabianego pokładu i urobku na przenośniku ścianowym z uwzględnieniem zmienności pracy kombajnu i przenośnika oraz wyniki symulacji pracy zespołu wydobywczego z zastosowaniem programu Ventgraph-Plus. W badaniach wykorzystano eksperyment obserwacji zmian parametrów powietrza, a w szczególności prędkości powietrza i stężenia metanu w rejonie ściany Cw-4 w pokładzie 364/2 KWK Budryk w czasie różnych faz pracy kombajnu w rejonie ściany wydobywczej w warunkach zagrożenia metanowego. Przedstawiono sposób rejestracji danych w czasie eksperymentu, który obejmował zapisy z kopalnianego systemu gazometrii automatycznej, rejestracje w systemie bezprzewodowych w liczbie 8 sztuk czujników metanu zabudowanych w końcowej części ściany oraz dodatkowo 9 sztuk meta-anemometrów zabudowanych w przekroju poprzecznym ściany na kratownicy. Synchroniczne zapisy danych pozyskane z tych trzech niezależnych źródeł porównano na tle zapisu stanu pracy kombajnu oraz maszyn odstawy w ścianie w różnych fazach ich pracy (czyszczenie, cięcie). Wyniki pomiarów systemem wielopunktowym pozwoliły wyznaczyć strumień objętości powie-trza i metanu w przekroju wyrobiska ścianowego i w następstwie obliczyć współczynniki korekcyjne dla wyznaczania strumienia objętości powietrza i metanu z pomiarów miejscowych prędkości powietrza i stężenia metanu. Podjęto próbę wyznaczenia wielkości dopływu metanu z jednostki powierzchni calizny ściany oraz z jednostki długości urobku na przenośnikach w zależności od prędkości urabiania. Wykonano symulację przewietrzania ściany Cw-4 z wykorzystaniem zmierzonych i obliczonych z pomiarów danych oraz omówiono wyniki symulacji.

18

Koncepcja rozproszonego systemu pomiarowego parametrów fizykochemicznych rejonu ściany w oparciu o analizę metod pomiarowych parametrów atmosfery kopalni węgla kamiennego

Kruczkowski J., Ostrogórski P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 3

207--215

PL

W artykule omówiono metody pomiaru prędkości przepływu powietrza, ciśnienia i stężeń metanu w rejonie ściany podczas pracy kompleksu wydobywczego. Ograniczono się do wybranych mierników stacjonarnych. Przedstawione zostały czujniki wielkości fizykochemicznych powietrza oraz sposoby przekazywania danych pomiarowych. Zaproponowano nowe rozwiązanie stacjonarnego systemu metrologicznego parametrów fizykochemicznych powietrza dla rejonu ściany.

EN

The article presents discussion of measuring methods used in coal mining near longwall area. This discussion was reduced to quantities such as air velocity, pressure and methane concentration. In the result was proposed new solution of metrological stationary system which can be applied to measurements of physicochemical parameters of air in longwall area.

19

Shearer control algorithm and identification of control parameters

Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

537--552

EN

This paper describes the concept of controlling the advancement speed of the shearer, the objective of which is to eliminate switching the devices off to the devices in the longwall and in the adjacent galleries. This is connected with the threshold limit value of 2% for the methane concentration in the air stream flowing out from the longwall heading, or 1% methane in the air flowing to the longwall. Equations were formulated which represent the emission of methane from the mined body of coal in the longwall and from the winnings on the conveyors in order to develop the numerical procedures enabling a computer simulation of the mining process with a longwall shearer and haulage of the winnings. The distribution model of air, methane and firedamp, and the model of the goaf and a methanometry method which already exist in the Ventgraph-Plus programme, and the model of the methane emission from the mined longwall body of coal, together with the model of the methane emission from the winnings on conveyors and the model of the logic circuit to calculate the required advancement speed of the shearer together all form a set that enables simulations of the control used for a longwall shearer in the mining process. This simulation provides a means for making a comparison of the output of the mining in the case of work using a control system for the speed advancement of the shearer and the mining performance without this circuit in a situation when switching the devices off occurs as a consequence of exceeding the 2% threshold limit value of the methane concentration. The algorithm to control a shearer developed for a computer simulation considers a simpler case, where the logic circuit only employs the methane concentration signal from a methane detector situated in the longwall gallery close to the longwall outlet.

PL

W pracy opisano koncepcję układu sterowania prędkością posuwu kombajnu, którego celem jest eliminacja wyłączeń napięcia zasilania urządzeń w ścianie i chodnikach przyległych związana z przekroczeniem progu 2% stężenia metanu w prądzie powietrza wypływającym z wyrobiska ścianowego lub 1% w powietrzu dopływającym do ściany. Dla opracowania procedur numerycznych umożliwiających symulację komputerową procesu urabiania kombajnem ścianowym i odstawy urobku podano związki opisujące emisję metanu z urabianej calizny węglowej ściany i z urobku na przenośnikach. Razem z już istniejącymi w programie Ventgraph-Plus modelem rozpływu powietrza, metanu i gazów pożarowych, modelem zrobów i modelem metanometrii, model emisji metanu z urabianej calizny ściany, model emisji metanu z urobku na przenośnikach i model układu kalkulacyjnego obliczającego wymaganą prędkość posuwu kombajnu tworzą zestaw umożliwiający wykonanie symulacji sterowania kombajnem ścianowym w procesie urabiania. Symulacja ta pozwala na porównanie wydajności urabiania przy pracy z układem sterowania prędkością posuwu kombajnu i wydajności urabiania bez tego układu, gdy występują wyłączenia napięcia zasilania z powodu przekraczania progu 2 % stężenia metanu. Algorytm sterowania kombajnem utworzony dla symulacji komputerowej obejmuje prostszy przypadek, gdy układ kalkulacyjny wykorzystuje sygnał stężenia metanu tylko z metanomierza w chodniku nadścianowym w pobliżu wylotu ściany.

20

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.