Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development and application of an experimental device for measuring storage coefficient in a coal mine underground reservoir

Wang Bei-Fang, Sun Ke-Ming, Liang Bing, Sun Wei-Ji

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 4

655--670

EN

With the rise of coal mine underground reservoir engineering in the Shendong Mining Area, the space time dynamic evolution prediction of storage coefficient is becoming one of the critical technical problems for long-term reservoir operation. This coefficient directly determines the storage capacity and the comprehensive benefits of the operation of a coal mine underground reservoir. To this end, the proposed underground reservoir in Daliuta coal mine (No. 22616 working face) is selected in this study for the development and application of an experimental device to measure the storage coefficient. Rock and coal fragments from similar materials are prepared, which are filled and loaded according to the caving rock nature as well as the lumpiness and accumulation mode characteristics pertaining to No. 22616 working face. Subsequently, the measured storage coefficient under circulating water injection conditions revealed a four-dimensional spatial and temporal pattern. It followed the law of storage coefficient under joint interaction of water-rock and stress. The results showed that, prior to the experiment, rock and coal fragments made from similar materials had good water resistance when the paraffin content was set at 8%. The three stress zones were defined based on a theoretical analysis, which were applied on the corresponding loads. During the experiments, significant regional differences were found in the top surface with persisting subsidence of each stress loading zone. Hence, compared with its initial state, the maximum subsidence in the stress stability zone, the stress recovery zone, and the low-stress zone was 7.89, 5.8, and 1.83 mm, respectively. While the storage capacity and the storage coefficient gradually decreased, the former ranged from 0.2429 to 0.2397 m3, and the latter ranged from 0.270 to 0.266. The experimental results are verified by drainage engineering tests in the Shendong Mining Area. In essence, the storage coefficient had remarkable spatial distribution characteristics and a time-varying effect. In space, the stor-age coefficient increased with height along the vertical direction of the coal mine underground reservoir. However, it decreased with the distance from the boundary of the dam body in the horizontal direction. With time, the storage coefficient decreased dynamically. This study provides a new way of predicting the storage coefficient of a coal mine underground reservoir.

PL

Przy rosnącej intensywności prac inżynieryjnych prowadzonych w rejonie Zagłębia Węglowego w Shendong, określanie współczynnika odsączalności i jego zmienności w czasie i przestrzeni stało się jednym z głównych problemów w długofalowej eksploatacji górniczej, mającej wpływ na kształtowanie się współczynnika odsączalności oraz na całościowe korzyści płynące z eksploatacji złoża. Zaproponowano by rejon prac wydobywczych prowadzonych w ścianie No 22616 w kopalni węgla Daliuta wykorzystany został jako teren eksperymentalny dla pomiarów współczynnika odsączalności dla zbiornika podziemnego znajdującego się w kopalni węgla. W tych warunkach przetestowano opracowane narzędzie pomiarowe. Do eksperymentu przygotowano fragmenty skał i węgla o podobnym składzie jak w rejonie ściany 22616, z zachowaniem ich układu zalegania i zwięzłości; następnie obciążono je w sposób analogiczny do obciążeń działających w warunkach rzeczywistego prowadzenia stropu. Dokonano pomiaru współczynnika odsączalności po wpompowaniu do próbek wody, w rezultacie uzyskując czterowymiarowy rozkład współczynnika odsączalności w czasie i przestrzeni w warunkach wzajemnych oddziaływań pomiędzy wodą a warstwami skał, oraz w warunkach działających naprężeń. Wyniki eksperymentu były następujące: Przed rozpoczęciem eksperymentu, wykorzystywane fragmenty skał i węgla charakteryzowały się wysoką odpornością na wodę gdy zawartość parafiny wynosiła 8%; następnie trzy obszary próbek wyodrębnione w oparciu o analizy teoretyczne i charakteryzujące określony poziom naprężeń poddano wielokrotnemu działaniu naprężeń o kontrolowanej wielkości. W trakcie trwania eksperymentu zaobserwowano znaczące różnice lokalne na powierzchni, w postaci utrzymującej się niecki osiadania nad poszczególnym strefami oddziaływania naprężeń. W porównaniu do stanu początkowego, maksymalne wartości osiadania w strefie stabilnych naprężeń, w strefie odprężenia i w strefie niskich naprężeń wyniosły odpowiednio: 7.89 mm, 5.8 mm i 1.83 mm. Współczynnik odsączalności stopniowo malał, od początkowego zakresu 0.270-0.266 do zakresu końcowego 0.2429 m3-0.2397 m3. Wyniki badań eksperymentalnych potwierdzone zostały następnie poprzez badania od-prowadzania wody przeprowadzone w rejonie Zagłębia Węglowego Shendong. Stwierdzono, że współ-czynnik odsączalności wykazuje znaczną zmienność w czasie i przestrzeni. W ujęciu przestrzennym, wartość współczynnika odsączalności wzrasta wraz z wysokością mierzoną w kierunku pionowym osi zbiornika podziemnego, z kolei maleje ona wraz z odległością od granicy tamy mierzonej w kierunku poziomym. W ujęciu czasowym, wartość współczynnika odsączalności gwałtownie rośnie w czasie. Badania powyższe dostarczyły nowych metod do prognozowania wartości współczynnika odsączalności w podziemnych zbiornikach na terenie kopalni węgla.

2

Szacowanie względnego ryzyka utraty funkcjonalności wyrobisk w rejonie ściany oparte na rozpoznanych zagrożeniach

Trenczek S., Fedko M.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 7

32--37

PL

Na wstępie nawiązano do występujących w ruchu zakładu górniczego przypadków wzrostu poziomu zagrożeń wymagających podjęcia właściwych decyzji. Przedstawiono główne założenia realizowanego projektu strukturalnego pt. „Informatyczny system wspomagania kompleksowego zarządzania zagrożeniami górniczymi”. Przedstawiono też podsumowanie wyników badań rejonów eksploatacyjnych kopalń węgla kamiennego Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A., Kompanii Węglowej S.A. i Katowickiego Holdingu Węglowego S.A., które wyróżniały zagrożenia: – powszechnie występujące: zagrożenie pyłami szkodliwymi dla zdrowia, zagrożenie pożarami endogenicznymi, zagrożenie wybuchem pyłu węglowego, – o wysokiej częstości występowania (> 50% rejonów eksploatacyjnych): zagrożenie metanowe, zagrożenie tąpaniami, – o średniej częstości występowania (> 30% i ≤ 50%): zagrożenie klimatyczne (systematycznie wzrastające), zagrożenie wodne (zazwyczaj o najniższym poziomie), – występujące sporadyczne: zagrożenie wyrzutami gazów i skał, zagrożenie radiacyjne naturalnymi substancjami promieniotwórczymi. Podano potencjalne powody utraty funkcjonalności wyrobiska oraz omówiono aktualne klasyfikacje zagrożeń naturalnych oraz znaczenie oceny ryzyka. Opisano nowy sposób szacowania względnego ryzyka dla wyrobisk w rejonie ściany eksploatacyjnej wynikający z rozpoznania potencjalnego poziomu występujących zagrożeń. Na przykładzie przebadanych rejonów ścian zaakcentowano różnice dokonanych oszacowań ryzyka.

EN

The article refers in the beginning to the cases of increase in the level of hazards which occur in a mine and which require proper decisions to be taken. The article presents the main assumptions of the realized structural project entitled: “Informatics assisted system of the complex control of mining hazards”. The article presents also a summary of research results in hard coal mines of the Jastrzębska Coal Company JSC, Coal Company JSC, and Katowice Coal Holding JSC, which distinguished the following hazards: – commonly occurring hazards: dusts harmful for health hazard, spontaneous fire hazard, coal dust explosion hazard – hazards with high occurrence frequency (>50% of mining areas): methane hazard, rockburst hazard; – hazards with medium occurrence frequency (>30% and ≤50% of mining areas): climatic hazard (steadily increasing), water hazard (usually at the lowest level); – hazards occurring sporadically: gas and outburst hazard, radiation hazard caused by natural radioactive substances. The potential reasons for functionality loss of excavation have been given and the recent classifications of natural hazards and significance of risk estimation have been discussed. A new method of estimation of the relative risk for excavations in the longwall area resulting from the identification of the potential level of occurring hazards has been described. On the example of the investigated areas of longwalls the differences of risk estimations carried out were emphasized.

3

Przeprowadzenie klasyfikacji i systematyzacji ścian eksploatowanych w pokładach metanowych w kopalniach węgla kamiennego w roku 2011

Krause E., Gajdowska M.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 3

55-71

PL

Eksploatacja pokładów metanowych w polskich kopalniach węgla kamiennego jest przyczyną występowania niebezpiecznych zdarzeń, takich jak: zapalenia, wybuchy oraz pożary metanu. Zjawiska te powstają zazwyczaj w eksploatowanych ścianach, w pokładach średnio- i wysokometanowych. Na poziom zagrożenia metanowego w rejonie ściany wpływa szereg parametrów i czynników decydujących o wielkości wydzielania się metanu do jej środowiska. W artykule omówiono zestaw wyjściowych czynników i parametrów opisujących kształtowanie się zagrożenia metanowego w rejonie ściany. W oparciu o zestaw zmiennych charakteryzujących zagrożenie metanowe w środowisku ścian zebrano dane z 75 ścian eksploatowanych w kopalniach metanowych w roku 2011. Przeprowadzono statystyczną weryfikację przyjętego zestawu czynników i parametrów. Następnie, w oparciu o metodę taksonomiczną, dokonano podziału na podzbiory statystycznie jednorodne, w ramach których wnioskowanie jest bardziej słuszne niż w całych zbiorach ścian objętych analizą. Usystematyzowania ścian pod względem poziomu zagrożenia dokonano, opracowując syntetyczny miernik oceny zagrożenia metanowego. Obliczona wartość miernika dla każdej ściany, pozwala na identyfikację zagrożenia w utworzonych podzbiorach oraz porównywanie ścian między sobą.

EN

Exploitation of methane seams in Polish coalmines triggers off various events of danger, such as: ignitions, explosions and fires from methane gas. These phenomena usually occur in longwalls during extraction in medium- and heavily-saturated methane seams. The danger extent near longwalls depends on a variety of parameters and factors which have the impact on the amount of methane that outflows to its environment. This paper presents a set of initial parameters and factors which describe the conditions the danger origins in the area of longwalls. Basing of a set of variables determining the methane danger in the longwall area, in 2011 data from 75 active longwalls in methane mines was collected. Then, the numbers in question were subject to statistical verification. After that, basing of a taxonomic method, statistically homogenous subsets have been distincted, which helped to draw conclusions more appropriate as opposed to data set as a whole. The classification of longwalls on account of the extent of danger was performed by devising a synthetic measure for methane danger assessment. The measure value for each longwall allows to identify the danger in the subsets as well as compare the logwalls between one another.