Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Zmiany strukturalne węgla a wartość efektywnego współczynnika dyfuzji – wstępne pomiary stereologiczne

Skiba M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 3-4

125--130

PL

Zmiany strukturalne węgla stanowią istotny czynnik określający skłonność węgla do wyrzutów. Obecność spękań w pokładzie przejawiać się może wzrostem efektywnego współczynnika dyfuzji. Celem badań było określenie procentowego udziału ziarn spękanych oraz wyznaczenie gęstości spękań analizowanych próbek. Przebadano zwiercinowe próbki węgla z jednej z kopalń znajdujących się w południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Pomiary stereologiczne przeprowadzono na dwóch klasach ziarnowych: 0.20-0.25 mm oraz 0.50-1.00 mm. Wstępne badania wykazały możliwość zastosowania zaproponowanych metod analizy stereologicznej do określenia wpływu szczelinowatości węgla na wartość efektywnego współczynnika dyfuzji oraz dokładniejszego szacowania stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał. Wyniki pokazują ponadto, że analizy mikroskopowe oraz sorpcyjne należy wykonywać na tych samych klasach ziarnowych, celem uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych wyników.

EN

Structural changes of coal make an important contribution in determining of the proneness of coal to outburst. The presence of cracks and fractures in a coal bed can manifest itself in an increase in effective diffusion coefficient. The aim of the study was to determine the percentage of fractured grains of the analyzed samples and determination of its fracture density. Coal samples were obtained from one of the mines from the Southern part of the Upper Silesian Coal Basin. Stereological measurements were performed for two different grain fractions: 0.20-0.25 mm and 0.50-1.00 mm. Preliminary studies have shown the applicability of the proposed methods of stereological analysis for determination of the effect of fracturing on value of the effective diffusion coefficient and hence for more accurate estimation of outbursts risk. Furthermore, the obtained results demonstrated that the microscopic analysis and sorption measurements should be performed using the same grain fraction, in order to obtain reliable and repeatable results.

3

Outburst risks in coal mining operations and application of social networks in knowledge management systems

Atkins A. S., Singh R. N., Pathan A. G.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 1

31-52

EN

An outburst in a coal mine may be defined as the violent ejection of gas and rock from a freshly exposed face due to sudden release of kinetic energy stored in the rock mass. This paper is concerned with outburst problems associated with coal mining in the Southem Coalfield in New South Wales. In this coalfield mining is carried-out mainly in the Bulli seam in 12 collieries producing some 18 million tones of coal per year. The Bulli seam is highly gassy and prone to outbursts of coal, gas and rock presenting a major risk to the safety of mine workers and consequently a threat to the overall viability ofthe mining operations. Since the occurrence of a major outburst incident in the South Bulli Colliery in 1991 involving three fatalities, the primary contributory factors associated with coal/gas outbursts in the Bulli coal seam have been identified (Ryncarz, 1992). This requires a development strategy for the management of the outburst risk by the Department ofMineral Resources, NSW with the cooperation of mine operators and mining union (DMR, 1995). Utilisation of risk management techniques in combination with modern gas drainage technologies and geological control methods have led to the formation of an effective outburst management plan. Clause 15 of the Coal Mines (Underground) Regulation 1999 in NSW (DMR, 1999) has made it mandatory in an area of outburst to carry out mining in accordance with a code or guidelines developed for mining in outburst prone areas (DMR, 1995). The paper presents a case history of Outburst risk management plan developed for Colliery X in Southem Coalfield of NSW. The conclusion from this study is that since the introduction ofthe outburst risk management system from the Southem Coalfield considerable reduction in outburst incidences has been experienced and this expertise should be incorporated in a Knowledge Management System (KMS) to support the mining industry to maximize safety of mine workers aided by social network technology.

PL

Nagłe wyrzuty w kopalniach węgla określić można jako gwałtowny dopływ gazów i wypchnięcie skał ze świeżo odsłoniętej powierzchni wskutek nagłego uwolnienia energii kinetycznej zakumulowanej w górotworze. Praca ta dotyczy zagadnień wyrzutów w kopalniach węgla kamiennego na terenie zagłębia Southern Coalfields w Nowej Południowej Walii. Wydobycie prowadzone jest w pokładzie Bulli, w 12 kopalniach, o łącznym wydobyciu 18 milionów ton węgla rocznie. Pokład ten jest wysoce gazowy, wykazujący skłonność do wyrzutów węgla, skał i gazu, co stanowi poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa górników, w rezultacie stawiając pod znakiem zapytania opłacalność przedsięwzięcia. Od czasu potężnego wyrzutu węgla i gazu w kopalni South Bulii w 1991, który pociągnął za sobą trzy ofiary śmiertelne, zbadano i zidentyfikowano podstawowe czynniki przyczyniające się do powstania tego zjawiska (Ryncarz, 1992). W chwili obecnej niezbędne jest opracowanie przez Departament Zasobów Mineralnych w Nowej Południowej Walii skutecznej strategii zarządzania ryzykiem wyrzutu, we współpracy z kierownictwem kopalń i górniczymi związkami zawodowymi (DMR, 1995). Wykorzystanie technik zarządzania ryzykiem w połączeniu z nowoczesnymi metodami odgazowania i geologicznymi technikami kontrolnymi pozwoliły na opracowanie skutecznego planu zarządzania w przypadku wyrzutu. Klauzula 15 Rozporządzenia o Kopalniach Podziemnych z 1999 obowiązująca w Nowej Południowej Walii (DMR, 1999) stawowi, że prace górnicze w obszarach zagrożonych wyrzutami odbywać się muszą w sposób określony w odpowiednich przepisach dla tych terenów (DMR, 1995). Praca przedstawia studium przypadku planu zarządzania ryzykiem wyrzutu opracowanym dla kopalni X w zagłębiu Southern Coalfields. Z konkluzji pracy wynika, że od czasu wprowadzenia systemu zarządzania ryzykiem wyrzutu w Southern Coalfields zaobserwowano znaczny spadek ilości wyrzutów a doświadczenie to włączyć można do systemu zarządzania wiedzą (KMS) wspomagającego sektor wydobywczy w celu maksymalnej poprawy bezpieczeństwa górników, w połączeniu z bazami instytucji społecznych.