Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Changes in the spontaneous combustion tendency of humic coals according to their petrographic composition and physico-chemical properties

Bielowicz Barbara

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2020

|

T. 36, z. 2

197--218

EN

The article presents the analysis of the correlation between the self-ignition parameters and the ultimate and proximate analysis, as well as the petrographic properties of Polish lignite, sub-bituminous coal, bituminous coal and anthracite. The following coal properties were determined: the moisture, ash content, volatile matter and sulfur content, gross calorific value, net calorific value, C, O, N and H contents, total porosity, ash oxide composition, rates of spontaneous combustion in 237°C and 190°C, and activation energy. During the petrographic analysis, maceral composition and random reflectance were determined. To determine the linear correlation between the self-ignition parameters and the analyzed coal properties, the Pearson correlation coefficient was calculated. The results show that there is no strong linear correlation between the lignite tendency to self-ignition and its petrographic properties. However, a strong negative correlation between the rate of spontaneous combustion and moisture and volatile matter content was observed. In the case of bituminous coal, strong correlations between self-combustion parameters and various coal properties were confirmed. The most noteworthy are the correlations between self-ignition parameters and the maceral composition, that is, between the content of macerals of the inertinite group in coal and content of macerals of the huminite/vitrinite group. The obtained results suggest that the spontaneous combustion tendency of coal increases with the increasing content of semifusinite and liptinite.

PL

W artykule przedstawiono analizę korelacji między parametrami samozapłonu a analizą technologiczną i chemiczną oraz właściwościami petrograficznymi polskiego węgla brunatnego, węgla kamiennego i antracytu. Określono następujące właściwości węgla: wilgotność, zawartość popiołu, zawartość części lotnych i siarki, wartość opałową, ciepło spalania, zawartość C, O, N i H, całkowitą porowatość, skład tlenkowy popiołu, wskaźniki samozapłonu w temperaturach 237 i 190°C oraz energię aktywacji. Podczas analizy petrograficznej określono skład petrograficzny i współczynnik odbicia. W celu określenia liniowej korelacji między parametrami samozapłonu a analizowanymi właściwościami węgla obliczono współczynnik korelacji Pearsona. Uzyskane wyniki pokazują, że nie ma silnej korelacji liniowej między tendencją węgla do samozapłonu a jego właściwościami petrograficznymi. Zaobserwowano jednak silną ujemną korelację między samozapłonem a wilgotnością i zawartością substancji lotnych. W przypadku węgla kamiennego potwierdzono silne korelacje między parametrami samozapłonu a różnymi właściwościami węgla. Najbardziej godne uwagi są korelacje między parametrami samozapłonu a składem petrograficznym, tj. pomiędzy zawartością macerałów grupy inertynitu w węglu oraz zawartością macerałów grupy huminitu/witrynitu w węglu. Uzyskane wyniki sugerują, że tendencja do samozapłonu węgla rośnie wraz ze wzrostem zawartości semifuzynitu i liptynitu.

2

Research of level of spontaneous combustion on coal heaps danger

Moni V., Taraba B., Klouda P.

Management Systems in Production Engineering

|

2014

|

nr 3 (15)

126--134

EN

The article presents the summary of information about the spontaneous combustion of brown coal mass on coal heaps. It describes the procedure “The evaluation of the degree of the danger for the genesis of the spontaneous combustion of coal on coal heaps”. The evaluation includes analysis of important influencing factors. The conclusion of this article contains definite text of the proposition. It will be verified in the last year of the solution of this project TA01020351 – program ALFA.

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie informacji na temat samozapłonu masy węgla brunatnego na hałdach. Artykuł opisuje procedurę „Oceny stopnia zagrożenia dla powstania samozapalenia węgla na hałdach”. Ocena obejmuje analizę istotnych, mających wpływ czynników. Wnioski z tego artykułu zawierają określony tekst propozycji. Zostaną one sprawdzone w ostatnim roku rozwiązania projektu TA01020351 – program ALFA.

3

Evaluation of brown coal spontaneous combustion and sources genesis prognoses

Moni V., Klouda P.

Management Systems in Production Engineering

|

2014

|

nr 4 (16)

172--178

EN

This article presents summarizing information about the solution of partial part of research problem of prognoses of deposited brown coal spontaneous combustion sources genesis as a part of project TA01020351 – program ALFA. We will gradually describe the results of long term measurements carried out on selected brown coal heaps realized from 2011 to 2013. The attention is devoted to characterization of key parameters. These parameters influence the genesis of combustion. The second problem is the comparison of results of thermal imaging with laboratory results of gas and coal samples sampled in situ, with the influence of atmospheric conditions (insolation, aeration, rainfall, atmospheric pressure changes etc.), with influence of coal mass degradation, physical and chemical factors and another failure factors to brown coal spontaneous combustion processes.

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie informacji na temat rozwiązania części problemu badawczego dotyczącego prognozowania źródeł powstawania samozapłonu pokładów węgla brunatnego, jako część projektu TA01020351 – Program ALFA. Autorzy stopniowo opisują wyniki długoterminowych pomiarów przeprowadzonych na wybranych hałdach węgla brunatnego realizowanych od 2011 do 2013 roku. Uwaga została poświęcona charakterystyce kluczowych parametrów. Parametry te wpływają na genezę zapłonu. Drugim problemem jest porównanie wyników obrazowania termicznego z wynikami badań laboratoryjnych próbek gazu i węgla pobieranych in situ, z wpływem warunków atmosferycznych (nasłonecznienia, napowietrzania, opadami, zmiany ciśnienia atmosferycznego, itp.), wpływem rozkładu masy węgla, czynnikami fizycznymi i chemicznymi oraz innymi czynnikami niepowodzenia procesu samozapłonu węgla brunatnego.

4

Terahertz measurement of indicator gas emission from coal spontaneous combustion at low temperature

Wang Y. M., Wang W. Z., Shao Z. L., Wang D. M., Shi G. Q.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 4

709--718

EN

Coal spontaneous combustion is an extremely complicated physical and chemical changing process. In order to improve the indicator gases detection technology and coal spontaneous combustion monitoring, a novel forecast method for toxic gases emission from coal oxidation at low temperature is presented in this paper. The experiment system is setup combined with frequency-domain terahertz technology and coal temperature programming device. The concentration curves of carbon monoxide and sulphur dioxide gases from coal spontaneous combustion are estimated according to molecule terahertz spectra. The influences of coal rank and oxygen supply on coal spontaneous combustion characteristics are discussed. Both carbon monoxide and sulphur dioxide gases absorption spectra show the characteristic equi-spaced absorption peaks. Results demonstrate that under the condition of lean oxygen, there exists a critical oxygen concentration in the process of coal oxidation at low temperature. Comparing with Fourier infrared spectrum testing, the presented method is highly accurate and more sensitive, especially suitable for early-stage monitoring of the indicator gases produced by coal spontaneous combustion.

PL

Spontaniczny zapłon węgla jest bardzo skomplikowanym procesem fizycznym i chemicznym. W artykule opisano usprawnienia technologii wykrywania gazów i monitorowania wskaźników spontanicznego zapłonu węgla, wynikające z opracowania nowatorskiej metody przewidywania emisji gazów toksycznych z utleniania węgla w niskiej temperaturze. Układu doświadczalny był zbudowany z systemu technologii częstotliwości terahercowych w połączeniu z technologią programowania temperatury węgla. Przebiegi krzywych stężenia tlenku węgla i ditlenku siarki z gazów samozapłonu węgla szacowane są na podstawie widma terahercowego. Przedstawiono wpływ rodzaju węgla i zaopatrzenia w tlen na cechy charakterystyczne samoistnego zapłonu węgla. Widma absorpcji obu gazów, tj. tlenku węgla i ditlenku siarki, wykazują charakterystyczne, tak samo odległe, piki absorpcji. Wyniki pokazują, że w warunkach niskiej zawartości tlenu istnieje pewne krytyczne stężenie tego gazu w procesie utleniania węgla w niskiej temperaturze. Porównując wyniki badań z widmem Fouriera w podczerwieni, można uznać, że przedstawiona metoda jest dokładniejsza i czulsza, nadając się szczególnie do monitorowania wczesnej fazy wytwarzania gazów wskaźnikowych, produkowanych przy samozapłonie węgla.

5

Selected measures to suppres spontaneous combustion in Ostrava-Karvina mines

Adamus A.

Górnictwo i Geologia

|

2011

|

T. 6, z. 3

13-21

EN

Spontaneous combustion of coal in mines of the Ostrava-Karvina Coalfield (OKR) is still one of the most serious risks. The risk of spontaneous combustion of coal endangers mine workings and threatens the workers at mines due to the occurrence of carbon monoxide and especially due to a possible occurrence of ignition temperature of methane in the spot of spontaneous combustion. A number of mining accidents in gassy coal mines were caused by combustion initiation in methane-air mixture by a spontaneous combustion, especially then in long wali gob areas. The presented paper describes more than twenty years of experience in prevention of spontaneous combustion of coal in gassy underground coal mines of the Czech part of the Upper Silesian Coal Basin, where at a given time coal mining output declined from 20 to 11 million tons per year at an average mining depth of 800 m below the surface. The content of this paper is focused on two heating protection measures -monitoring higher gaseous hydrocarbons, followed by a legislative action imposing under defined conditions the closure of mining areas and use of nitrogen in mines.

PL

Samozapalenie węgla jest w kopalniach OKR jednym z najważniejszych zagrożeń. Ryzyko samozapalenia zagraża przestrzeni kopalni i pracownikom tlenkiem węgla i przede wszystkim możliwością pojawienia się temperatury inicjacji wybuchu metanu w ognisku samozapalenia. Wiele katastrof w gazowych kopalniach węgla nastąpiło z powodu inicjacji metanowej mieszanki wybuchowej przez ognisko samozapalenia. Artykuł opisuje ponad dwadzieścia lat doświadczeń w prewencji samozapalenia węgla w gazowych kopalniach czeskiej części Górnośląskiego Zagłębia Węgłowego, gdzie podczas danego okresu wystąpił spadek produkcji węgla z 20 do 11 min ton na rok, a średnia głębokość wydobywania wynosiła 800 m. Treść artykułu opisuje dwie przeciwpożarowe metody - pomiary wyższych węglowodorów z legislacyjnym obowiązkiem wymagającym zatamowania zagrożonych przestrzeni i użycie azotu w kopalniach.

6

Przepisy regulujące monitorowanie gazów pożarowych w procesie samozapalenia węgla w Okręgu Ostrawsko-Karwińskim

Adamus A.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2008

|

nr 2

4-7

PL

Badania w zakresie wczesnego wykrywania samozapalenia się węgla przez oznaczanie gazów pożarowych w Republice Czeskiej mają swoje prapoczątki w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych minionego wieku. Do znacznego postępu doszło w drugiej połowie lat osiemdziesiątych, gdy w Republice Czeskiej (RC) zostały opublikowane metody określania temperatury samozapłonu węgla. Wyniki badań zostały w 1990 r. wykorzystane w obecnie obowiązującym ustawodawstwie Państwowego Zarządu Górniczego RC. Dalsze badania były prowadzone nad udoskonaleniem metod określania temperatury samozapłonu węgla z wykorzystaniem oznaczania gazów pożarowych. W artykule w zwięzły sposób przedstawiona jest dotychczasowa praktyka i niektóre wyniki badań.

EN

Research on an early detection of coal self - ignition through fire gases indication in the Czech Republic have its beginnings in 70s and 80s of the last century. The significant progress was achieved in the second half of 80s when methods of coal self - ignition temperatures determination were published in Czech Republic. In 1990 tests results were used in the present legislation of the State Mining Board of Czech Republic. Further research was conducted on the improvement of methods of coal self - ignition temperature determination with use of fire gases indication. The article outlines hitherto practice and presents some tests results.

7

Three-dimensional distribution of temperature and gas concentration in longwall drifts accompanying the phenomenon of self-combustion of coal deposited in longwall goafs

Skotniczny P.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 2

235-255

EN

Self-combustion of coal deposit in a goafs area is common phenomenon in underground coal mines. The essence of this phenomenon is slow oxidation of coal leavings caused by air flow, which, in conjunction with insufficient heat transfer produces temperature rise above its ignition value. Main problem concerning self combustion phenomenon is proper estimation of the process scale. The most efficient way dealing this problem would be constant monitoring of mine atmosphere composition in selected region located inside goafs zone, but this kind of activity is impossible to realize mainly because of technical constrains. One of the solution assumes constant monitoring of air composition in upper comer, in this case however content of carbon monoxide could indicate already existing fire in the goafs, not the self heating conditions. Taking into account above observations, it would be good solution to utilize temperature sensors in longwall 's upper corner as an additional source of information concerning temperature changes in longwall, which depends, besides presence of eIectrical equipment also on goafs thermal activity. Of course one ought to calibrate sensors due to additional heat sources (cutter, conveyor etc.), but measured constant rise of temperature in this place could be the signal for early prevent action. Unfortunately this kind of solution meets the same constrains as previous one. Therefore the best solution for approaching this phenomenon is to deal with it numerically. Presented paper discuss results of three - dimensional CFD simulation of temperature and carbon monoxide propagation inside goafs -longwall complex. Because of high Reynolds number, Re > 105, which implies turbulent flow in longwall excavations, the calculation was realized using k-w-SST model (proved to be suitable by Wala). The simulation results are represent in a form of three-dimensional distributions of temperature inside goafs and longwall zone (fig. 9), carbon monoxide concentration (fig. 14) and as a two dimensional charts of temperature and carbon monoxide in selected places of goaf-Iongwall complex (fig. 11 and 16).

PL

Samozagrzewanie węgla zdeponowanego w zrobach ścianowych jest zjawiskiem powszednim w kopalniach węgla kamiennego. Istotą procesu jest powolne utleniania zdeponowanego w zrobach węgla dzięki dostępowi powietrza penetrującego przestrzeń zrobów. Zjawisko to jest naturalne i nieuniknione, jednakże jego niekontrolowany przebieg a w szczególności niedostateczny odbiór energii cieplnej zgromadzonej w obszarze zrobów może prowadzić do powstania ogniska pożaru endogenicznego, co bezpośrednio prowadzi do zagrożenia zdrowia i życia pracujących górników. Głównym problemem w walce z tym zagrożeniem jest właściwe ocenienie skali procesu. Najkorzystniejszym w tym przypadku rozwiązaniem byłby ciągły monitoring temperatury w różnych punktach w głąb zrobów, jednak tego typu działanie jest niemożliwe do realizacji ze względów technicznych oraz logistycznych; należałoby przezbrajać sieć czujników wraz z postępem ściany. Pewnym kompromisem mogłoby być monitoring składu chemicznego powietrza w górnym narożu, w którym obecność tlenku węgla jest wskaźnikiem zachodzącej reakcji prowadzącej do powstania pożaru endogenicznego. W tym przypadku samo badanie powietrza na zawartość CO może się okazać działaniem spóźnionym, ponieważ występowanie tlenku może być spowodowane istniejącym już ogniskiem pożaru. Mając na uwadze to spostrzeżenie interesującym podejściem może być dodatkowo wykorzystanie czujników temperatury badających rozkład temperatur w górnym narożu oraz w wyrobisku nadścianowym. W tym przypadku monotoniczne narastanie wartości temperatury średniej w przekrojach kontrolnych może być wskaźnikiem kumulacji temperatury w przestrzeni zrobowej. Oczywiście zastosowanie tej metody wiązałoby się z przeprowadzeniem kalibracji czujników w której należałoby wziąć pod uwagę chwilowe zmiany wartości temperatury spowodowane pracą urządzeń elektrycznych (kombajn, przenośnik zgrzebłowy itp.) lecz tego typu informacja mogłaby się okazać dobrym wskaźnikiem do rozpoczęcia akcji prewencyjnej mającej na celu doprowadzenie do wychłodzenia części materiału w zrobach a przez co zlikwidowania potencjalnego ogniska pożaru. W artykule omówiono wyniki trójwymiarowych symulacji CFD propagacji temperatury i tlenku węgla przy założeniu skupionego źródła temperatury w zrobach ścianowych oraz wyrobiskach ścianowych. Do wyznaczenie wielkości związanych z wymianą masy i energii zastosowano turbulentny model k-w-SST (równania I i 2) stosowany z powodzeniem w tego typu przypadkach (Wala i in., 2004) Ponadto wykonano obliczenia w przestrzeni zrobów przy założeniu równomiernej porowatości ośrodka, która wprowadza dodatkowy człon źródłowy (równanie II) w równaniach ruchu. Przestrzenne rozkłady stężeń tlenku węgla były modelowane dzięki sformułowaniu dodatkowego równania ruchu (równanie 14). Wyniki symulacji zostały przedstawione w postaci trójwymiarowych rozkładów temperatur w zrobach oraz przestrzeni wyrobisk ścianowych (rysunek 9) , przestrzennych rozkładów stężeń tlenku węgla (rysunek 14) oraz w postaci wykresów opisujących zmiany temperatur i stężeń w szczególnych miejscach kompleksu zroby-wyrobiska ścianowe (rysunki Iloraz 16). Omawiany przykład należy potraktować jako wstęp do dalszej analizy zagadnienia z zastosowaniern metod numerycznej mechaniki płynów do przewidywania zjawiska powstawania pożaru endogenicznego w zrobach ścianowych.