Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rozszerzony monitoring układów inertyzacji stosowanych w kopalniach węgla kamiennego

Mendakiewicz Grzegorz, Tuszkiewicz Mariusz, Trenczek Stanisław, Dylong Artur, Musioł Dariusz

Przegląd Górniczy

|

2022

|

T. 78, nr 2

1--6

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania Mobilnego Układu Pomiarowego do Monitorowania Gazów Inertnych, jako nowatorskiego urządzenia pomiarowego, umożliwiającego ciągły monitoring procesu inertyzacji, który jest obecnie jednym z podstawowych elementów profilaktyki przeciwpożarowej w kopalniach węgla kamiennego. Przedstawiono jego możliwości aplikacyjne, sposób obsługi, możliwości wykorzystania oraz sposoby pomiarów w kopalniach węgla kamiennego.

EN

The article presents the possibilities of using the Mobile Measurement System for Inert Gas Monitoring as an innovative measurement device enabling continuous monitoring of the inertization process which is currently one of the basic elements of fire prevention in hard coal mines. Its application possibilities, method of operation, possibilities of use and methods of measurement in hard coal mines are presented.

2

The first stage of exogenous underground fire – theoretical approach to layer model

Sułkowski J., Wrona P., Pach G.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 2

75--87

EN

W artykule przedstawiono rozważania nad modelem warstwowym pożaru, który – mimo że jest stosowany najczęściej przy pożarach pomieszczeń – może być przystosowany do warunków pożaru egzogenicznego w wyrobisku górniczym. Model ten jest uproszczonym przypadkiem dyskusji nad początkową fazą rozwoju pożaru. Przy zastosowaniu równań zachowania masy i energii oraz znając podstawowe parametry pożaru, np. gęstość obciążenia ogniowego, można wyliczyć temperaturę warstw dolnej i górnej. Zastosowane równania i uproszczenia wskazują, że przy początkowej fazie pożaru, kiedy jest on traktowany punktowo, emisja dymu nie występuje bądź jest ona na tyle znikoma, że w celu przeciwdziałania takim pożarom, należy stosować czujki temperatury, a reakcja czujek dymu może być znacznie spóźniona. W artykule omówiono przykład pożaru przenośnika taśmowego, będącego rezultatem prac Instytutu Eksploatacji Złóż w ramach Funduszu Węgla i Stali, w programie badawczym EDAFFIC – “Early Detection And Fighting of Fires in Belt Conveyors”, RFCR-CT-2008-00002, prowadzonym w latach 2008-2011.

3

O cyrkulacji atmosfery w otamowanym rejonie ściany wydobywczej

Trutwin W., Cygankiewicz J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

291--296

PL

Praca stanowi próbę interpretacji wyników badań rozprzestrzeniania się gazów w przestrzeni otamowanej rejonu ściany wydobywczej (Rys. 1) przy pomocy gazu znacznikowego (sześciofl uorku siarki, SF6). Pierwotnym celem tych badań było określenie szczelności otamowanej przestrzeni w związku z koniecznością określenia warunków jej bezpiecznego otwarcia. Analiza przebiegów czasowych stężeń SF6 w próbkach pobieranych na poszczególnych tamach, zwłaszcza T-1 i T-2, daje asumpt do hipotezy, że w przestrzeni otamowanej ma miejsce cyrkulacja gazów. W szczególności, taka migracja gazów odbywa się w chodniku podścianowym F-22c, ścianie F-22, chod. nadścianowym F-22b, F-22a. Wielkości podane w Tabl. 1 i 2, które charakteryzujące przepływ gazów w tym układzie wyrobisk, są wielkościami przybliżonymi. Potwierdzenie dalszymi badaniami występowania zjawiska cyrkulacji w przestrzeni otamowanej może przyczynić się do lepszego poznania procesu gaszenia pożaru w przestrzeni otamowanej rejonu ściany wydobywczej.

EN

Tracer gas used in order to detect leaks of gases from a sealed-off area in a mine [1] revealed, that in headings and workings which have been sealed-off may occur circulation of gases. This conclusion is the result of observation of the tracer gas concentration behind the stops T-1 and T-2 after the injection of the gas through a pipe line in the long wall F-22 (Fig. 1). From diagrams (Figs. 2-6) of the tracer gas concentration vs. time can be seen the propagations of the gas between the source and the stops. Tables 1 and 2 are presenting data concerning estimates of the average velocity of flow of the circulating gases in the sealed-off area. Further research concerning circulation of gases in sealed-off areas should be carried out in order to get more detail characterizing this process. These details may by useful in the case when fire fighting in sealed-off areas is carried out by use of inert gases.

4

Ogólne zasady inertyzacji azotem zrobów czynnej ściany zawałowe

Szlązak N., Obracaj D., Piergies K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 4

131-142

PL

Stosowanie azotu w rejonach objętych zagrożeniem pożarowym bez zamykania ich tamami izolacyjnymi umożliwia wykorzystanie go w inertyzacji zrobów czynnej ściany. W artykule przedstawiono ogólne zasady inertyzacji azotem zrobów czynnej ściany zawałowej. Scharakteryzowano metody wytwarzania azotu na potrzeby inertyzacji atmosfery kopalnianej. Podano kryteria i możliwości skutecznej inertyzacji zrobów czynnej ściany eksploatacyjnej. Zwrócono uwagę na zagrożenia oraz wymagane zabezpieczenia rejonu eksploatacyjnego przy inertyzacji atmosfery w zrobach za pomocą azotu.

EN

The possibilities of using nitrogen in fire hazardous areas without sealing excavations enable a nitrogen to goaf inertisation of an operating longwall to be used. The general principles of goaf inertisation for operating longwall are presented. Methods for generating a nitrogen for mine air inertisation are discussed. The criteria and possibilities of effective inertisation of operation longwall goaf are presented as well. It is paid attention to dangers and required protection of mining area during goaf inertisation by means of nitrogen.

5

The central nitrogen plant in Ostrava-Karvina coalfield, Czech Republic

Adamus A.

Górnictwo i Geologia

|

2009

|

T. 4, z. 3

11-18

EN

The pure nitrogen has been used in the underground mining industry since the year 1948 when it was used, for the first time, in the Doubrava Mine in the Ostrava-Karvina Coalfield in the Czech part of the Upper Silesian Coalbasin. Since that nitrogen is being currently used for liquidation of mine fires in many countries with developed mining industry. This article gives some experience with utilization of nitrogen for extinguishing and prevention from mine fires. The attention is paid to the historical background of the nitrogen technology in mining and today facility and application of nitrogen in the Ostrava-Karvina Coalfield in the Czech Republic.

PL

Czysty azot jest wykorzystywany w przemyśle węglowym od roku 1948. Wtedy został zastosowany po raz pierwszy w kopalni Doubrava w Zagłębiu Węglowym Ostrawa-Karwina (w czeskiej części Zagłębia Górnośląskiego). Od tego czasu azot jest powszechnie stosowany do zwalczania pożarów podziemnych w krajach z rozwiniętym technologicznie górnictwem. W niniejszym artykule przedstawiono zarówno stan wiedzy dotyczącej zastosowania azotu do gaszenia pożarów, jak i do profilaktyki pożarowej, ze szczególnym uwzględnieniem historycznego aspektu technologii azotu w górnictwie oraz z przedstawieniem dzisiejszych urządzeń stosowanych w polu Ostrawa-Karwina w Czechach.

6

Określenie podstawowego kryterium i parametrów oceny skuteczności zastosowania azotu w prewencji pożarów endogenicznych w przestrzeniach otamowanych

Buchwald P.

Górnictwo i Geologia

|

2009

|

T. 4, z. 3

31-39

PL

Sposobem zwalczania zagrożenia pożarowego jest stosowanie na szeroką skalę efektywnych metod prewencji. Z całą pewnością tymi nowoczesnymi metodami są działania inertyzacyjne. Z drugiej strony metody prewencyjne muszą być efektywne i skuteczne. Dlatego w referacie przedstawiono warunki skutecznego stosowania azotu.

EN

Various application of effective prevention methods is a method of fire hazard reduction. Modern inertization is such a method. On the other hand prevention must be effective, therefore proper conditions for this process have been presented in the paper.

7

Mathematical model of conveyor belt fire in mine galleries

Wachowicz J., Janoszek T.

Archives of Mining Sciences

|

2009

|

Vol. 54, no 3

507-530

EN

The use of organic materials and plastic products, and particularly conveyor belts, in hard coal mines creates a serious, potential hazard of spontaneous fire occurrence. The article presents the possibility to use the developed mathematical model when predicting the basic physical parameters determining directly the phenomenon of conveyor belt fire for the improvement of occupational safety in hard coal mines. Despite of rigorous enforcement of guidelines comprised in standards concerning fire-resistant belts and sharpened safety measures, still occurs the fire hazard connected for instance with the self-heating susceptibility of abrasion products of rubber treats of conveyor belts, fulfilling the compulsory in the mining sector fire-resistance criteria. On the ground of results of conveyor belt tests conducted on the basis of the cone calorimeter method and fire gallery method some mathematical models were formulated, allowing to analyse the open fire phenomenon in the presence of organic material. The dynamics of conveyor belt fire was expressed by parameters determining directly the processes occurring during the fire, which are: o amount of heat released from fire, Q? (formula 1), o area of the conveyor belt covered by combustion, Ap, and heat exchange area, Ac for data received from the conical calorimeter and fire gallery (formulas 2 and 5), o length of burned conveyor belt, […] (formula 6), o temperature of mixture of air and fire gases leaving conveyor belt fire for data obtained from the fire gallery Ta (formula 9) and Tf (formula 10). Using the Thorton's rule, according to which the heat emitted during combustion per oxygen consumption unit is a constant value (E = 13.1 MJ kg-1), the dynamics of changes of oxygen concentration in the roadway working (formula 14) and mass share of carbon monoxide (formula 16) and carbon dioxide in fire gases leaving the fire focus were estimated. For the correctness assessment of the developed mathematical model the test results obtained on the basis of the method of conveyor belt flammability tests in the fire gallery and method of oxygen consumption calorimetry were used, comparing the values of initial variables from the model with real values, through the determination of the matching quality index. It has been accepted that the index allowing to assess if the initial variables from the model are consistent with the general knowledge and experience is the index of correlation r. In the work the results of tests of chloroprene conveyor belt marked with the symbol 69/97 were used. On the basis of the determined in the cone calorimeter for radiation intensity 50 kWm-2 and 75kWm-2 value of heat emission rate QHRR as well as calculated value of fire surface A? and combustion process efficiency x, calculations were carried out (formula 9) aiming at the determination of the temperature value of mixture of air and fire gases Ta. The determined on the basis of the model changes of temperature and real values measured in the fire gallery were presented in Fig. 4-2. Furthermore, in the Fig. 4-4, 4-5, and 4-6 the calculated, predicted values of changes of oxygen concentration XO2 in the roadway working (formula 14) as well as carbon dioxide XCO2 emissions (formula 19) and carbon monoxide XCO emissions (formula 16) were presented. Using the simple regression analysis, the existence of correlation between the value of temperatures determined from the mathematical model for radiation intensity 50kWm-2 and 75kWm-2, towards the real temperature measured in the fire gallery was pointed out. The best correlation for the values of temperatures measured from the mathematical model described by the dependences (8) and (9), amounting to r = 0.9, was obtained basing on the linear model, what proves the existence of a very strong linear dependence between the tested variables. Similarly as in the case mentioned above, the simple regression analysis was used in order to point out the existence of correlation for the values of O2, CO and CO2 molar share calculated from the mathematical model. In the case of oxygen O2 molar share, calculated from the mathematical model (formula 14), the best correlation r = 0.98 was obtained basing on the linear model, what proves the existence of a very strong linear dependence between the tested variables (Fig. 5-2.1). However, in the case of carbon monoxide CO molar share, determined from the mathematical model (formula 16), the existence of a very strong dependence between the tested variables proves the obtained correlation coefficient r = 0.92, and in the case of carbon dioxide CO2 molar share determined from the mathematical model (formula 19), the correlation coefficient amounted to r = 0.90. Summing up it should be stated that on the basis of a detailed analysis of phenomena of conveyor belt fire a mathematical belt fire model was developed. The existence of considerable correlation between the results obtained on the basis of the mathematical model and the results obtained by means of experiments for the real system was pointed out. The determined on the basis of mathematical models values of initial variables allow a simple and easy interpretation of phenomena occurring during the fire and can be helpful for the analysis of fire hazards connected with the application of conveyor belts in mines.

PL

Stosowanie w kopalniach węgla kamiennego materiałów organicznych i wyrobów z tworzyw sztucznych, a w szczególności taśm przenośnikowych, stwarza poważne, potencjalne zagrożenie zaistnienia pożaru egzogenicznego. W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania opracowanego modelu matematycznego przy prognozowaniu podstawowych parametrów fizycznych bezpośrednio determinujących zjawisko pożaru taśm przenośnikowych dla poprawy bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego. Pomimo rygorystycznego egzekwowania wytycznych zawartych w normach dotyczących trudnopalności taśm i zaostrzonych środków bezpieczeństwa ciągle występuje zagrożenie pożarowe związane np. ze skłonnością do samozagrzewania się produktów ścierania bieżników gumowych taśm przenośnikowych spełniających obowiązując w górnictwie kryteria trudnopalności. Na podstawie wyników badań taśm przenośnikowych prowadzonych w oparciu o metodę kalorymetru stożkowego oraz sztolni pożarowej sformułowano pewne modele matematyczne pozwalające analizować zjawisko pożaru egzogenicznego w obecności materiału organicznego. Dynamikę pożaru taśmy przenośnikowej wyrażono parametrami bezpośrednio determinującymi zachodzące w czasie pożaru procesy, którymi są: o obciążenie cieplne pożaru, […] (wzór 1), o pole powierzchni taśmy przenośnikowej objętej spalaniem, Ap, i powierzchni wymiany ciepła, Ac, dla danych otrzymanych z kalorymetru stożkowego oraz sztolni pożarowej (wzór 2 i 5), o długość odcinka spalonej taśmy przenośnikowej, […] (wzór 6), o temperatura mieszaniny powietrza i gaz? pożarowych opuszczających ognisko pożaru taśmy przenośnikowej dla danych uzyskanych ze sztolni pożarowej Ta (wzór 9) i Tf (wzór 10). Wykorzystując regułę Thortona, według której ciepło wydzielone podczas spalania na jednostek zużycia tlenu jest wartością stałą (E = 13,1 MJ kg-1), oszacowano dynamikę zmian stężenia tlenu w wyrobisku chodnikowym (wzór 14) oraz udział masowy tlenku węgla (wzór 16) i dwutlenku węgla (wzór 19) w gazach pożarowych opuszczających ognisko pożaru. Do oceny poprawności opracowanego modelu matematycznego wykorzystano wyniki badań uzyskane w oparciu o metodę badania palności taśm przenośnikowych w sztolni pożarowej i metodę kalorymetrii zużycia tlenu, porównując wartości zmiennych wyjściowych z modelu z wartościami rzeczywistymi, poprzez określenie wskaźnika jakości dopasowania. Przyjęto, że wskaźnikiem pozwalającym ocenić czy uzyskane zmienne wyjściowe z modelu są zgodne z ogólną wiedzą i doświadczeniem jest współczynnik korelacji r. W pracy wykorzystano wyniki badań taśmy przenośnikowej chloroprenowej oznaczonej symbolem 69/97. W oparciu o wyznaczoną w kalorymetrze stożkowych dla natężenia promieniowania 50kWm-2 i 75kWm-2 wartość szybkości wydzielania ciepła QHRR oraz obliczoną wartość powierzchni pożaru Ap i sprawności procesu palenia x, przeprowadzono obliczenia (wzór 9) mające na celu wyznaczenie wartości temperatury mieszaniny powietrza i gazów pożarowych Ta. Wyznaczone na podstawie modelu zmiany temperatur oraz wartości rzeczywiste zmierzone w sztolni pożarowej, przedstawiono na rys. 4-2. Ponadto na rys. 4-4, 4-5 i 4-6 przedstawiono obliczone, prognozowane wartości zmian stężenia tlenu XO2 w wyrobisku chodnikowym (wzór 14) oraz emisji dwutlenku węgla XCO2 (wzór 19) i tlenku węgla XCO (wzór 16). Wykorzystując analizę regresji prostej wykazano istnienie korelacji pomiędzy wartością temperatur wyznaczonych z modelu matematycznego dla natężenia promieniowania 50kWm-2 i 75kWm-2, względem temperatury rzeczywistej zmierzonej w sztolni pożarowej. Najlepszą korelację dla wartości temperatur obliczonych z modelu matematycznego opisanego zależnościami (8) oraz (9), wynoszącą r = 0,9, uzyskano w oparciu o model liniowy, co dowodzi istnienia bardzo silnej zależności liniowej między badanymi zmiennymi. Podobnie jak w powyższy przypadku analizę regresji prostej zastosowano w celu wykazania istnienia korelacji dla wartości udziału molowego O2, CO i CO2 obliczonych z modelu matematycznego. W przypadku udziału molowego tlenu O2, obliczonej z modelu matematycznego (wzór 14), najlepszą korelację, r = 0,98, uzyskano w oparciu o model liniowy, co dowodzi istnienia bardzo silnej zależności liniowej między badanymi zmiennymi (rys. 5-2.1.). Natomiast w przypadku udziału molowego tlenku węgla CO wyznaczonego z modelu matematycznego (wzór 16) o istnieniu bardzo silnej zależności między badanymi zmiennymi świadczy uzyskany współczynnik korelacji r = 0,92, a w przypadku molowego dwutlenku węgla CO2 wyznaczonego z modelu matematycznego (wzór 19) współczynnik korelacji wyniósł r = 0,90. Reasumując należy stwierdzić, że na podstawie szczegółowej analizy zjawisk pożaru taśmy przenośnikowej opracowany został model matematyczny pożaru taśmy. Wykazano istnienie znaczących współzależności pomiędzy wynikami uzyskanymi na podstawie modelu matematycznego, a wynikami otrzymanymi w drodze eksperymentów pożarowych dla układu rzeczywistego. Wyznaczone na podstawie modeli matematycznych wartości zmiennych wyjściowych pozwalają na prostą i łatwą interpretację zachodzących podczas pożaru zjawisk i mogą być pomocne do analizy zagrożeń pożarowych związanych ze stosowaniem taśm przenośnikowych w kopalniach.

8

Optymalizacja czasu ewakuacji załogi górniczej w czasie pożaru podziemnego

Strumiński A., Madeja-Strumińska B.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 4

228-234

PL

W artykule przedstawiono niektóre problemy związane z optymalizacją wyboru pożarowych dróg ewakuacyjnych i czasu ewakuacji załogi dołowej w kopalniach podziemnych. W szczególności wzięto pod uwagę zadymienie sieci wentylacyjnej, minimalny, maksymalny i standardowy czas ewakuacji załogi z zagrożonych miejsc w kopalni. Uwzględniono także nachylenie poszczególnych odcinków dróg ewakuacji załogi oraz czas działania indywidualnych aparatów ucieczkowych stosowanych w kopalni. Przedstawiono dwa przykłady oceny trafności prognozy czasu ewakuacji załogi w podsieci wentylacyjnej kopalni rudy miedzi.

EN

Some issues concerning optimizing the selection of fire escape routes and evacuation time of underground mine crew are discussed in the paper. The smokiness of ventilation network, minimal, maximal and standard period for crew evacuation from the hazardous sites of mine are presented in details. The inclination of individual escape routes as well as time of individual rescue equipment used in the mines operation were also taken into consideration. Two examples of evaluating the correctness of prognosis concerning the crew evacuation time in the ventilation sub-network in the copper mine were also shown.

9

Sposoby zwiększenia bezpieczeństwa ewakuacji załóg górniczych w czasie pożarów podziemnych

Strumiński A., Madeja-Strumińska B.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2007

|

nr 3

3-136

PL

Prezentowana praca obejmuje wybrane zagadnienia związane z zagrożeniami generowanymi przez pożary podziemne oraz wpływu tych zagrożeń na bezpieczeństwo ewakuacji załóg górniczych w kopalniach węgla i rud miedzi. W szczególności w szerokim zakresie omawia się substancje toksyczne i duszące jakie mogą wydzielać się w czasie pożaru we współczesnych kopalniach podziemnych. Przedstawiono także charakterystykę temperatury gazów pożarowych, własności wybuchowych tych gazów oraz widoczności w dymach. Omówiono również zagrożenie gazowo-termiczne związane z wymianą atmosfery zrobowej z czynnymi wyrobiskami górniczymi, a także pewne aspekty koincydencji zagrożenia metanowego i pożarowego w zrobach ścian zawałowych. Wiele miejsca poświęcono problematyce zadymienia sieci wentylacyjnych, wyznaczania dróg ewakuacyjnych oraz samodzielnemu ratowaniu się załogi w czasie pożaru podziemnego. Przedstawiono nowo opracowane metody zwiększania bezpieczeństwa ewakuacji załóg górniczych w czasie pożaru, m.in. przez taki wybór tras ucieczkowych, w których skład wchodzą tylko wyrobiska o najmniejszym prawdopodobieństwie zadymienia bezpośredniego oraz spowodowanego zaburzeniami kierunków przepływu powietrza wskutek występowania lokalnych depresji (ciągów) pożaru. Większość zagadnień przedstawionych w niniejszej pracy została poparta przykładami wziętymi z praktyki górniczej kopalń węgla i rud miedzi.

EN

Problems connected with hazards caused by underground fires and their influence on safety of mining crew evacuation in coal and copper ores mines, are presented in the paper. Especially widely are discussed toxic and suffocating substances, which can be emitted during fires in modern underground mines. The characteristic of temperature of gases caused by fires, their explosive properties as well as their visibility under smoke is also shown. Gaseous-thermal hazards connected with exchanging of the atmosphere between abandoned workings and active excavations as well as some aspects of coincidence of methane and fire hazards at long wall with caving excavations, are presented there. Many considerations have been made to the problems of smokiness of ventilation networks, to determine the escape route and to self saving of crew during underground fire. Newly elaborated methods of improving the mining crew safety during the evacuation e.g. selection of escape routes proceeding through the excavations with the minimum risk of direct smokiness and smokiness caused by disturbances of air flows under local fire depression. Most of discussed problems are supported by examples from coal and copper ore mines practice.

10

Rys historyczny pożarów podziemnych w ostatnim 60-leciu polskiego górnictwa węglowego

Trenczek S.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2006

|

Vol. 117, nr 32

315-325

PL

W artykule przypomniano definicję pożaru w świetle obowiązujących przepisów oraz przedstawiono statystyczne ujęcie pożarów kopalnianych w ostatnim (prawie) 60-leciu. W oparciu o charakterystyczne uwarunkowania występujące w pierwszym 15-leciu nakreślono wirtualną kopalnią i wymieniono zasadnicze przyczyny powstawania pożarów. Omówiono też najistotniejsze przyczyny, które spowodowały zdecydowane zmniejszenie liczby pożarów, podkreślając przy tym znaczenie kolejno zmienianych przepisów. Na koniec zobrazowano ostatnie 10-lecie górnictwa węgla kamiennego w aspekcie zaistniałych pożarów, między innymi według miejsc ich wystąpienia i przyczyn.

EN

The paper recalls definition of a fire with regard to the regulations in force as well as presents the statistic overview of fires at coal mines over the recent nearly 60 years. On the background of typical exploitation condition as had occurred during the first 15 years of the considered period an abstractive (virtual) mine is depicted and major reasons for underground fires are listed. Moreover, the most significant improvements that have resulted in reduction of fires are discussed with special stress on importance of regulation amendments that were subsequently put into practice. Finally, the image of the recent 10 years in the mining industry is depicted in the aspect of fires occurred, with their breakdown by reasons and by locations where the fires went off.

11

Australian mine emergency exercices aided by fire simulation

Gillies A. D. S., Wu H. W., Wala A. M.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 1

17-47

EN

The structure of a comprehensive research project into mine fires study applying the Ventgraph mine fire simulation software, preplanning of escape scenarios and general interaction with rescue responses is outlined. Some outcomes from a project funded by the Australian Coal Association Research Program and substantial mining company site support are described. Mine site testing has allowed the approach to be introduced in the most creditable way. The project has assisted the Australian coal mining industry to attain an improved position in their understanding of mine fires and the use of modern advances to preplan actions to be taken in the advent of mine fires and possible emergency incidents. Work undertaken at individual mines is discussed as examples. Most Australian mines of reasonable size currently use a ventilation network simulation program. Under the project a small subroutine has been written to transfer the input data from the existing mine ventilation network simulation program to Ventgraph. This has been tested successfully. To understand fire simulation behaviour the mine ventilation system must first be understood correctly. The simulation of safe escape scenarios as part of emergency evacuation is described. Approaches to improving the ability of all levels of the mine workforce to evacuate mine workings in the safest way are examined, developed through pre-learning of appropriate escape strategies. The effect of use of a GAG inertisation unit to smother a fire after personnel have been withdrawn is examined. Work undertaken with appropriate bodies during preplanning and subsequently during the course of a mine rescue and recovery emergency exercise is discussed. Some comments have been made on the ventilation aspects of the emergency exercise from observations made during the course of the incident. Some of these are set down as observations and some were personal comments from participating individuals. A key aspect of the software is the ability to model fires in a mine and the consequent effects of control measures such as ventilation changes and the introduction of inertisation using the GAG engine. Management is provided with a pre-emptive tool that gives ability to have control measures such as emergency seals or doors in place, as well as a predictive tool for analysing actions prior to implementation in the event of a fire.

PL

Artykuł przedstawia uzyskane w ramach projektu badawczego wyniki z zakresu pożarów w kopalniach, do którego realizacji wykorzystano oprogramowanie Ventgraph opracowane dla celów symulacji pożarów w kopalniach, planowania scenariuszy ewakuacji oraz symulacji akcji ratowniczej w zakresie oddziaływania na przepływ gazów pożarowych. Opisane zostały wybrane wyniki projektu finansowanego z funduszy Australian Coal Association Research Program, przy istotnym wsparciu ze zakładów górniczych. Wykonywanie prac doświadczalnych w kopalniach sprawiło, iż przedstawiane metody mogą być przedstawione w sposób jak najbardziej wiarygodny. Zasługą tego projektu jest coraz lepsze zrozumienie problemu pożarów w kopalniach przez środowiska sektora górniczego oraz lepsze docenienie korzyści, jakie daje planowanie działań prewencyjnych, zanim nastąpią pożary kopalniach i związane z tym potencjalne wypadki. Jako przykłady omówione zostały prace podejmowane w poszczególnych kopalniach. Większość kopalń australijskich o umiarkowanych rozmiarach obecnie stosuje program do obliczeń sieci wentylacyjnych, ale nie zawiera on modułu do analizy sieci w czasie pożaru. W ramach projektu napisany został dodatkowy podprogram służący do adaptacji danych o sieci kopalni do oprogramowania Ventgraph. Podprogram ten przeszedł pomyślnie testowanie i umożliwia szybki transfer danych do systemu Ventgraph. Dla zrozumienia działania programu symulacji pożaru, niezbędne przede wszystkim jest prawidłowe zrozumienie systemu wentylacji w kopalni. W referacie opisano symulacje scenariuszy bezpiecznej ucieczki jako części ewakuacji w nagłych wypadkach. Podjęto badania nad metodami poprawienia zdolności do ewakuowania się w jak najbezpieczniejszy sposób z wyrobisk kopalni przez personel kopalni wszystkich szczebli - metody te opracowano w drodze uczenia się odpowiednich strategii ucieczki. Zbadano efekty zastosowania urządzenia do inertyzacji atmosfery kopalni poprzez zastosowanie Gazowego Agregatu Gaśniczego przydatnego do stłumienia pożaru po wyprowadzeniu personelu z miejsca zdarzenia. Omówiono poniżej działania z zakresu ratownictwa podjęte we współpracy ze stosownymi jednostkami organizacyjnymi w trakcie wstępnego planowania, a następnie wykonywania ćwiczeń z ratownictwa górniczego i przywracania kopalni do eksploatacji. Na podstawie obserwacji poczynionych w trakcie zdarzenia, sformułowano pewne uwagi dotyczące aspektów wentylacji w ratownictwie górniczym. Niektóre z tych uwag przedstawione zostały jako obserwacje, a niektóre stanowiły osobiste komentarze uczestników. Fundamentalnym aspektem w stosowaniu oprogramowania Ventgraph jest jego zdolność do modelowania pożarów w kopalni, co pozwala następnie na podjęcie działań kontrolnych i naprawczych takich jak regulacja przepływu w systemie wentylacji i zastosowanie urządzenia GAG do inertyzacji atmosfery. Kadra kierownicza otrzymuje narzędzie do analizowania akcji ratowniczej przed jej wdrożeniem w warunkach pożaru, które umożliwia zastosowanie w kopalniach - z wyprzedzeniem - takich środków jak budowanie lub otwieranie tam w tym tamy zasadniczej lub ich uszczelnienia, możliwe są też zmiany w pracy wentylatorów.

12

Badania laboratoryjne wyznaczania szybkości zużycia tlenu podczas samozagrzewania się węgla

Qilin H., Shujie Y.

Archives of Mining Sciences

|

2004

|

Vol. 49, nr 3

359-370

PL

W laboratorium Szanghajskiej Spółki Energetyki S.A. w Chinach przeprowadzono badania próbek węgla z pokładu nr 8 kopalni Kongzhuang w celu wyznaczania prędkości zużycia tlenu podczas procesu samozagrzewania się węgla. Badania przeprowadzono dla różnego rozkładu frakcyjnego ziaren węgla, przy różnych temperaturach i różnych zawartościach tlenu w otaczającej atmosferze. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono zależność szybkości zużycia tlenu przez węgiel w funkcji średnicy ziaren, temperatury i zawartości tlenu. Opracowana zależność pozwala obliczyć szybkość zużycia tlenu przez węgiel w rzeczywistych warunkach, co ułatwić może dokładniejsze określenie skłonności węgla do samozapalenia. W pracy znajduje się opis oryginalnej aparatury i metodyki badawczej służącej do wyznaczania szybkości zużycia tlenu w powietrzu przepływającym przez badaną próbkę węgla. (Rys. 1) Wybrane parametry fizyczne węgla z pokładu nr 8 kształtują się następująco: wilgotność przemijająca […] wilgotność analityczna […], zawartość popiołu […], zawartość części lotnych […], zawartość siarki […], zawartość siarki pirytowej […], zawartość wodoru H = 6,49%, zawartość tlenu O = 39,62%, zawartość pierwiastka węgla C = 48,6%. Po rozkruszeniu próbek węgla przed badaniem suszono je w azocie o temperaturze […], ważono je raz na dzień, do chwili kiedy próbki osiągnęły ustaloną wagę w kolejnych dwóch dniach. Badania zużycia tlenu przeprowadzono przy zaprogramowanej temperaturze w komorze termostatycznej (wokół pojemników rurowych). Wybrane parametry warunkowe badań zestawiono w tablicy 1. Badania przeprowadzono dla różnych średnic ziaren przy różnych temperaturach i różnych zawartościach tlenu w dopływającym powietrzu. Przyjęto następujące rozkłady ziarnowe: 6,5--9 mm, 4,5--6,5 mm, 2,5--4,5 mm, 0,9--2,5 mm, 0,25--0,8 mm. (Tablica 1). Stężenie objętościowe tlenu w powietrzu wlotowym zawierało się od 0,95% do 21%, a temperatura węgla w komorze reakcyjnej zmieniała się od 30,1 do 195,6 […]. Z teorii dynamiki i równowagi chemicznej wynika, że szybkość zużycia tlenu jest wprost proporcjonalna do stężenia tlenu. Szybkość zużycia tlenu z dostarczanego powietrza świeżego […] wyrazić można wzorem (5). W ramach badań opracowano następujące zależności związane z szybkością zużycia tlenu przez próbkę węgla: *Zależność szybkości zużycia tlenu przez próbki węgla od bezwymiarowej średnicy ziaren (Rys. 2. wzór (6)); *Zależność bezwymiarowej szybkości zużycia tlenu od bezwymiarowej temperatury (Rys. 3, wzór (8)); *Zależność In […] przy temperaturze 80 […] (Rys. 4, wzór (9)). *Funkcja korygująca […] przy założeniu średnicy wzorcowej […] (wzór (6)); *Funkcja korygująca […] przy założeniu temperatury wzorcowej T […] (wzór (8)); *Funkcja korygująca […] przy założeniu wzorcowego stężenia tlenu w powietrzu dostarczonym 9,375 […] (wzór (10)). Z w/w przeprowadzonych badań wynika, że szybkość zużycia tlenu przez węgiel zależy od średnicy ziaren węgla, temperatury i stężenia tlenu. Uwzględniając wyżej wymienione czynniki we wspólnym działaniu uzyskano wzór (11) do obliczenia szybkości zużycia tlenu przez węgiel.

EN

IIn the laboratory of Shanghai Energy Company Ltd in China the investigations of coal samples from layer No. 8 of Kongzhuang Coal Mine were taken, aiming at marking the rate of oxygen consumption by coal during its self-heating. The investigations were conducted for different grain sizes of coal, at different temperatures and different contents of oxygen in circumjacent atmosphere. Based on the results got from the investigations, the dependence of the rate of oxygen consumption by coal in function of diameter of grains, the temperature and content of oxygen was worked out. The dependence permits to count the rate of oxygen consumption by coal in real conditions, which can facilitate the more exact qualification of susceptibility of coal to self-heating. In the paper the authors described the methodology and original apparatus for marking the rate of oxygen consumption by coal samples.(Fig.1). Some physical characteristics of coal from the layer No. 8 are following: the free moisture W […], the analytic moisture W […], the content of ash A […], the content of volatile matter V […], the content of sulphur S […], the content of pyretic sulphur S […], the content of hydrogen H = 6.49%, the content of oxygen O = 39.62 %, the content of the element of carbon C = 48.6%. After the samples of coal were crushed, before the investigations they were dried in gas of nitrogen at temperature […], and weighed once a day, so until when the samples don't reduce their weight in next two days. The investigations were conducted at programmed temperatures in thermostatic chamber (round tubular containers). The conditions of investigations were shown in Table 1. The investigations were conducted for different diameters of grains, at different temperatures and different contents of oxygen in flowing air. The grain distributions were accepted as: 6.5--9 mm, 4.5--6.5 mm, 2.5--4.5 mm, 0.9--2.5 mm, 0.25--0.8 mm. (Table 1). Oxygen concentration in inlet air varied from 0.95% to 21%, and the temperature of coal in reaction chamber changed from 30.1 to 195.6 […]. From the theory of chemical dynamics and chemical equilibrium it results, that the rate of oxygen consumption by coal is directly proportional to content of oxygen. The rate of oxygen consumption by coal from provided fresh air […] is presented as formula (5). After the investigations the following dependences connecting with the rate of oxygen consumption by coal samples were worked out: *The dependence of the rate of oxygen consumption by coal sample from dimensionless diameter of grains (Fig. 2, Formula (6)); *The dependence of the dimensionless rate of oxygen consumption from dimensionless temperature (Fig. 3, Formula (8)); *The dependence of ln […]. From the investigations in results, that the rate of oxygen consumption by coal depends on diameters of the grains of coal, the temperatures and concentrations of oxygen. Taking into account of the factors above-mentioned in common working, the formula (11) for calculating the rate of oxygen consumption by coal was worked out.

13

Perspektywy stosowania gazów inertnych w profilaktyce pożarowej w kopalniach węgla kamiennego.

Matuszewski K.

Przegląd Górniczy

|

2003

|

T. 59, nr 4

20-26

PL

Przedstawiono metody oceny stanu zagrożenia pożarowego w kopalniach węgla kamiennego. Omówiono zalety i wady stosowanych gazów inertnych (dwutlenku węgla, gazów spalinowych, azotu) oraz kryterium doboru tych gazów. Przedstawiono światowe i krajowe doświadczenia w zakresie stosowania gazów inertnych w aspekcie pożarowym. Omówiono perspektywy stosowania poszczególnych gazów inertnych w profilaktyce pożarowej w zrobach ścian, w wyrobiskach otamowanych w następstwie pożarów oraz w akcjach przeciwpożarowych, szczególnie w pokładach silnie metanowych.

EN

The methods of the state of fire hazard in hard coal mines assessment are presented. Virtues and defects of inert gases in use are discussed (of carbon dioxide, exhaust gas, nitrogen) as well as criterion of these gases selection. World-wide and home experiments in the range of inert gases use in the aspect of fire are presented. Prospects of particular inert gases application for the fire prevention in longwall goaf, in the workings dammed because of fire as well as in fire fighting actions especially in highly gassy seams are discussed.

14

A computer simulation of the influence of fire gases on the flow and distribution of potential in a mine ventilation network

Dziurzyński V., Pałka T.

Archives of Mining Sciences

|

2001

|

Vol. 46, nr 2

103-118

EN

The application of a concept of an aerodynamic potential in software aids for ventilation engineers and mine safety officers is presented. The use of software enables phenomena occurring both in normal and emergency situations to be predicted. Ventilation engineers in Polish mines use two methods of graphical presentation of flow and pressure distribution in a network. The first is a widely used spatial (isometric) scheme of a network, where flow and pressure values are displayed close to relevant nodes and branches. The second method uses a concept of an aerodynamic potential to illustrate so called potential schemes. Unlike spatial schemes, to date, potential schemes have had to be constructed and updated manually. A new version of the VENTGRAPH ventilation engineers software package enables both schemes to be used. A model of flow in a ventilation network in the presence of a fire and scheme concepts are described. An example of the development and extinction of an underground fire on a potential distribution basis is described.

PL

Rozwój metod prognozowania procesu przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni doprowadził do powszechnego stosowania technikę komputerową która doskonale wspomaga pracę inżyniera wentylacji i dyspozytora kopalni. Tworzy się nowe programy komputerowe, których użyteczność rośnie. Zagadnienia związane z pożarem podziemnym są ciągle aktualne i inspirujące do nowych badań. W wielu kopalniach polskich w działach wentylacji kopalń wdrożono do pracy System Programów Inżyniera Wentylacji — VENTGRAPH (Dziurzynski i in. 1988). Zastosowany w programach komputerowych sposób prezentacji wyników obliczeń wykorzystuje schemat przestrzenny sieci wentylacyjnej. W wentylacji kopalń stosowany jest też schemat potencjalny. W związku z powyższym w niniejszej artykule rozważa się przydatność zastosowania tego schematu w miejsce dotychczas stosowanego. Należy zaznaczyc, że o ile położenie węzłów sieci wentylacyjnej schematu przestrzennego nie zmienia się w czasie przebiegu zjawisk wywolanych pożarem, to położenie węzłów schematu potencjalnego będzie ulegało zmianie. Nowe położenie węzła zależne jest od aktualnej wartości potencjału. Stwarza to konieczność przedstawienia matematycznego modelu rozpatrywanych zjawisk, na podstawie której zostanie podana formuła (22) do obliczenia potencjału aerodynamicznego w każdym rozpatrywanym węźle. Drugim zagadnieniem do rozwiązania jest opracowanie procedur graficznych do kreślenia schematu potencjalnego ze zmieniającym się w czasie symulacji położeniem współrzędnych wyznaczających węzły schematu potencjalnego. Dla przedstawionego modelu matematycznego opracowano program symulacji, za pomocą którego wykonano stosowne symulacje komputerowe. Jako przykład ilustrujący zmieniające się ciśnienia oraz potencjały wywołane przemieszczaniem się gorących gazów pożarowych w sieci wentylacyjnej wybrano jeden z rejonów kopalni P. Uzyskane wyniki komputerowej symulacji przedstawiono na rysunkach będących kopią wyglądu ekranu w trakcie obliczeń.

15

An accurate approximation method of calculating the thermal effec1 of a propagating underground fire or of a moving source of heat

Mączyński J.

Archives of Mining Sciences

|

1999

|

Vol. 44, nr 3

449-464

EN

Effects of underground fires such as mechanical damage to the strata or gasification c coal may only be modelled when temperature fields and the thermal impact on parts of th strata material are known. The paper shows a method of calculating the temperature field in an isotropic hea conducting body such as the strata surrounding a mining underground roadway. The methoi is developed around the fact that the kernel function of the linear Kelvin heat conductioi integral operator may be approximated by means of cubic splines. Such a method does no seem to have been applied elsewhere in the literature of heat conduction problems. Whe: cubic splines are applied for the approximation (these are nothing else but piecewise thin degree polynomials adjusted at a number of interpolation nodi, so that at a node, bilatera values of the function and also of its derivative coincide) analytical integration become feasible for a range of cases such as e.g. sources moving at constant speed. A fire in a mine roadway (unless efforts to quench it are made) is a heat source movin at constant speed. The method makes it possible to calculate the behaviour of temperatur fields as illustrated e.g. by transient temperatures at selected points. Such temperature pulse are characteristic of the thermal impact experienced by the material and therefore may serv to feed data into further models concerning mine fires.

PL

Skutki pożarów podziemnych, takie jak uszkodzenie otaczających warstw geologie? nych albo destylacja węgla, można jedynie wtedy modelować, jeżeli znane są poi temperatur i termiczne oddziaływania na partie górotworu. Praca przedstawia metodę obliczania pola temperatur w izotropowym ciele przewodzą cym ciepło, modelującym górotwór otaczający wyrobisko. Metoda bazuje na fakcie, ż jądro całkowego, kelwinowskiego operatora przewodnictwa cieplnego można aproksymo-wać funkcjami sklejanymi. Takiej metody nie udaje się znaleźć w dostępnej literaturze dotyczącej przewodnictwa cieplnego. Aproksymacja funkcjami sklejanymi (są one niczym innym niż odcinkowymi wielomianami trzeciego stopnia dostosowanymi na ciągu węzłów interpolacyjnych w ten sposób, że obustronne wartości samej funkcji i podobnie jej pochodnej, pokrywają się w węźle) pozwala prowadzić analityczne całkowanie w szeregu przypadków, jak np. dla ruchomego źródła poruszającego się ze stałą prędkością. Pożar w wyrobisku (jeżeli nie jest gaszony) rozprzestrzenia się ze stałą prędkością, jest więc ruchomym źródłem ciepła. Omawiana metoda umożliwia obliczenie zachowania pól temperatur i zilustrowanie go jako przebiegi temperatur w wybranych punktach. Tak otrzymane impulsy temperaturowe charakteryzują oddziaływanie cieplne doświadczane przez materiał. Z tego powodu mogą więc służyć jako źródło danych temperaturowych do dalszych modeli zjawisk związanych z pożarami podziemnymi.