Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Anemometr ręczny z detekcją kierunku przepływu

Kruczkowski Janusz

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2022

|

T. 24, nr 1-4

13--19

PL

Ręczne anemometry skrzydełkowe są jednymi z podstawowych przyrządów używanych do pomiarów w systemach wentylacyjnych kopalń głębinowych. Ze względu na środowisko w którym są wykorzystywane, ich konstrukcja istotnie różni się od konstrukcji anemometrów przeznaczonych do pomiarów w przemyśle powierzchniowym. Artykuł przedstawia nowo opracowany przyrząd, przeznaczony do pracy w warunkach zagrożenia wybuchami gazów i pyłów, a także w bardzo niekorzystnych warunkach środowiskowych. Zastosowano, nowatorskie dla anemometrów ręcznych, rozwiązanie w konstrukcji czujnika skrzydełkowego, pozwalające na pomiar prędkości przy zmianie kierunku przepływu powietrza. Dodatkowo uzyskano możliwość wykorzystania anemometru jako autonomicznego miernika stacjonarnego, co istotnie zwiększa jego zastosowanie w warunkach górniczych, jak też do prowadzenia naukowych eksperymentów badawczych. Niespotykane w innych przyrządach tego typu parametry metrologiczne i techniczne są szczególnie istotne dla drugiego z wymienionych zastosowań.

EN

Handheld vane anemometers are one of the primary devices used for measurements in mine ventilation systems. Due to the environment in which they are used, their design differs significantly from that of anemometers designed for measurements in the surface industry. This article presents a newly developed device, designed for use in applications with hazardous gas or dust and also in very adverse environmental conditions. An innovative solution for handheld anemometers was used in the design of the wing sensor, which allows measurement of velocity when the direction of air flow changes.

2

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%.

3

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.

4

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.

5

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.

6

Modułowy system do pomiaru prędkości przepływu powietrza, temperatury, wilgotności i stężenia metanu

Kruczkowski Janusz, Ostrogórski Piotr

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2019

|

T. 21, nr 1-4

75--82

PL

Przedstawiono wyniki projektu modułu pomiarowego dla systemu monitorowania wybranych parametrów fizykochemicznych rejonu ściany w kopalni węgla kamiennego. Opracowanie systemu monitorowania jest projektem prowadzonym w Instytucie Mechaniki Górotworu PAN w celu stworzenia innowacyjnego rozwiązania metrologicznego potrzebnego w prowadzonych badaniach naukowych związanych ze zjawiskami przepływowymi zachodzącymi w trakcie przewietrzania ściany. Wprowadzanie nowych technologii w procesie wydobywczym węgla kamiennego, polegających głównie na przyspieszeniu procesu urabiania wymaga zapewnienia bezpieczeństwa zarówno dla procesu technologicznego jak i dla załogi. Dotyczy to głównie zagrożeń gazodynamicznych i geomechanicznych. Jedynym sposobem, pozwalającym na podjęcie próby wysłania wczesnych komunikatów ostrzegających do załogi zakładu górniczego, jest system monitoringu i analizy parametrów przewidywanych zagrożeń, działający w czasie rzeczywistym. Aby wykluczyć ryzyko fałszywych ostrzeżeń należy przeprowadzić badania mające na celu poznanie korelacji między obserwowanymi parametrami w sytuacjach awaryjnych. Skonstruowany moduł pomiarowy, wykorzystujący najwyższej jakości sensory pomiarowe i technologie bezprzewodowej transmisji danych, ma w założeniu umożliwić takie badania i jednocześnie pozwolić w przyszłości na jego komercyjne zastosowanie w kopalnianych inteligentnych systemach wczesnego wykrywania i analizy zagrożeń.

EN

The article presents result of measuring module project for measurement system of physicochemical parameters in coal mine’s longwall. The project is developing in Strata Mechanics Institute of Polish Academy of Knowledge. Objective is to create innovative measurement system for carrying investigations connected with air flow phenomena which appear in longwall. System consists of independent modules equipped with methane sensor, vane anemometric sensor, temperature and humidity sensor. Also is possible to extend module features by extra sensors like carbon monoxide and dioxide sensors. Module can work as node in wireless mesh network and is able to transmit data to telemetric concentrator located at surface.

7

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.

8

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.

9

Badania eksperymentalne wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w rejonie ściany wydobywczej

Dziurzyński W., Krach A., Pałka T., Wasilewski S.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 4

249--267

PL

Badania prowadzone w polskim i światowym górnictwie pokazują, że zagrożenie metanowe często powoduje utratę ciągłości pracy kompleksów ścianowych oraz ma również istotny wpływ na warunki bezpieczeństwa załóg w ścianie. Praktyka górnicza pokazuje, że w kopalniach silnie metanowych właśnie metan często stanowił podstawowe ograniczenie dla nowoczesnych i wysokowydajnych kompleksów ścianowych. Badania wpływu urabiania kombajnem na warunki przewietrzania w ścianie oraz powstawania stanów nieustalonych prędkości powietrza i stężenia metanu prowadzono w warunkach polskich kopalń Budryk oraz Bielszowice. Systemy monitorowania stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wiele informacji o stanie parametrów powietrza w ścianach wydobywczych i wyrobiskach przyległych. Niezależnie od bieżącej kontroli i monitorowania parametrów w systemach gazometrii prowadzone są badania eksperymentalne „in-situ, które wzbogacają bazy danych i mogą być wykorzystane do weryfikacji modeli numerycznych. W artykule wybrano obserwacje i badania wykonane w ścianie Cw-4 w pokładzie 364/2 kopalni Budryk. W obserwacji stanu metanowego w ścianie Cw-4 niezależnie od rejestracji parametrów powietrza w systemie monitorowania wykorzystano dodatkowe czujniki zabudowane w końcowym biegu ściany od strony zawału oraz rejestracje prędkości powietrza i stężenia metanu w systemie wielopunktowym zabudowanym w wybranym przekroju poprzecznym ściany. Dane z rozszerzonego systemu były na bieżąco zapisywane w archiwach systemów monitorowania, a systemu wielopunktowego bezpośrednio w pamięciach metaanemometrów, co pozwoliło na wykonanie analizy porównawczej uzyskanych zapisów z wielu metanomierzy. Ważnym elementem prowadzonych analiz była równoczesna rejestracja stężenia metanu w ścianie wraz z informacją o czasie pracy, kierunku jazdy kombajnu oraz rodzaju pracy urabianie/ czyszczenie.

EN

Research conducted in the Polish and global mining shows that the methane hazard has a significant impact on the safety of machine operators in the longwall, and is also limiting the loss of longwall work. The mining practice shows that in methane coal mines, methane is often the basic limitation for modern and high-efficiency longwall complexes. Research on the impact of mining with the combine on aeration conditions in the longwall and the formation of transient air velocities and methane concentrations were conducted in the Polish mines Budryk and Bielszowice. Monitoring systems used in hard coal mines provide a lot of information on the status of air parameters in mining longwalls and adjacent excavations. Regardless of the current control and monitoring of parameters in gasometry systems, in-situ experiments are carried out in the databases and can be used to verify numerical models. The article selected observations and tests carried out in the Cw-4 longwall in board 364/2 of the Budryk mine. In observation of the methane state in the Cw-4 longwall, additional sensors installed in the end part of the longwall from the side of the gob and registrations of air velocity and methane concentration in the multipoint system built in the selected longwall cross-section were used regardless of the air parameters recorded in the monitoring system. The data from the extended system were recorded on an ongoing basis in the archives of the monitoring system, and the multipoint system was directly stored in the metaanemometers, which allowed to perform a comparative analysis of the obtained records from many methane detectors. An important element of the analyzes was the simultaneous registration of the methane concentration of the longwall together with information on the operating time, the direction of the shearer and the type of work the mining / cleaning.

10

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.

11

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.

12

Devices for measuring ventilation parameters and methane concentration as well as concept of complex monitoring of methane hazard in longwall area

Mróz J., Felka D., Broja A., Małachowski M.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 1

7--18 [tekst ang.], 49--60 [tekst pol.]

EN

This paper discusses the issue of the methane hazard occurring in the longwall areas of hard coal deep mines along with ways of overcoming this hazard. The authors describe devices for measuring the parameters of the underground environment in the exploitation area. Then, they present the results of tests to determine the methane hazard level in the longwall area. The parameters of ventilation-, absolute-, and criteria-methane-bearing capacity are determined based on online measurements of ventilation and gas parameters. The presented results are the effects of the European project AVENTO (Advanced tools for monitoring ventilation and methane emission).

PL

W artykule scharakteryzowano zagrożenia metanowe występujące w rejonach ścian wydobywczych kopalń głębinowych węgla kamiennego oraz podstawy ich zwalczania. Scharakteryzowano urządzenia pomiarowe stosowane do pomiaru parametrów środowiska podziemnego w rejonie eksploatacji. Przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczania poziomu zagrożenia metanowego w rejonie ściany wydobywczej. Wyznaczono parametry metanowości wentylacyjnej, bezwzględnej i kryterialnej na podstawie ciągłych pomiarów parametrów wentylacyjnych i gazowych. Zaprezentowane wyniki badań są efektem realizacji badawczego projektu europejskiego AVENTO (Zaawansowane narzędzia do kontroli wentylacji i emisji metanu).

13

Projektowanie wentylacji lutniowej przy drążeniu chodników kombajnem w kopalniach rud miedzi

Obracaj D.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2017

|

nr 3

13--30

PL

W artykule przedstawiono zasady projektowania wentylacji lutniowej w kopalniach rud miedzi. Omówiono zasady obliczania wymaganego strumienia powietrza w wyrobiskach przewietrzanych za pomocą lutniociągów w kopalniach rud miedzi. Przedstawiono sposób wyznaczenia wydajności i spiętrzenia wentylatora lutniowego współpracującego z lutniociągiem nieszczelnym. Przedstawiono przykład projektowy wentylacji lutniowej z wykorzystaniem programu komputerowego AGHWEN 4.0.

EN

The principles of design of auxiliary ventilation in copper ore mines are discussed. The principles of calculating the required airflow in dead-end headings in copper ore mines were presented. The method of determining the air quantity and total pressure of duct fan cooperating with a leaky ducting was presented. An example of auxiliary ventilation design using the AGHWEN 4.0 software was presented.

14

Laboratory investigations of stationary methane anemometer

Kruczkowski J., Krawczyk J., Ostrogórski P.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 4

893--909

EN

This paper presents a new stationary device that can perform simultaneous measurements of air flow velocity and methane concentration in a mine heading (stationary methane anemometer). The test station is designed to use the instrument to test the effect of various parameters on the air-methane stream. The air velocities and methane concentrations were fed to the measuring area via an injector and recorded. The results present numerical simulations of flow phenomena that occurred during measurement experiments.

PL

W artykule zaprezentowano nowe, stacjonarne urządzenie do jednoczesnego pomiaru prędkości przepływu powietrza i stężenia metanu w wyrobisku kopalni (metanoanemometr stacjonarny). Przedstawiono stanowisko badawcze pozwalające na przeprowadzenie eksperymentów pomiarowych polegających na oddziaływaniu na przyrząd strugą mieszaniny powietrzno-metanowej o zmiennych parametrach. Zarejestrowano przebiegi prędkości i stężenia metanu podawanego do obszaru pomiarowego za pomocą iniektora. Pokazano wyniki symulacji numerycznej zjawisk przepływowych zachodzących podczas eksperymentów pomiarowych.

15

Struktura systemu monitorowania i analiz on-line zaburzeń oraz zagrożeń metanowych w sieci wentylacyjnej kopalni

Mróz J., Felka D., Broja A., Małachowski M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 9

28--36

PL

W artykule scharakteryzowano zagrożenia metanowe występujące w rejonach ścian wydobywczych kopalń głębinowych węgla kamiennego oraz podstawy ich zwalczania. Przedstawiono strukturę i funkcje stosowanych systemów monitorowania parametrów wentylacyjnych oraz stężeń metanu w powietrzu płynącym przez wyrobiska. Opisano również opracowany w ramach projektu AVENTO model systemu monitorowania i analizy on-line realizującego następujące dodatkowe funkcje: obliczenia parametrów sieci wentylacyjnej z uwzględnieniem aktualnych pomiarów z systemu monitorowania, analizy zagrożenia metanowego w rejonach ścian wydobywczych, predykcję krótkoterminową parametrów zagrożenia metanowego. Przedstawiono wyniki badań testowych modelu systemu zintegrowanego wykonanych na podstawie rzeczywistych danych uzyskanych podczas badań i eksperymentów prowadzonych w kopalni.

EN

This paper describes methane hazards occurring in the areas of the working faces of deep coal mines and methods of elimination of these risks. A structure and functions of the applied monitoring systems of ventilation parameters and methane concentration in the flowing air have been presented. In addition, a model of a monitoring system and analysis on-line developed within the AVENTO project has been described. It performs the following additional functions: calculation of parameters of a ventilation system taking into account the current measurements given by the monitoring system; analysis of methane hazard in the areas of working faces; short-term prediction of parameters of methane hazard. The results of test trials of the model of the integrated system which were shown on the basis of real data obtained during tests and experiments carried out in a mine have been presented.

16

Stacjonarne urządzenie pomiarowe do wyznaczania metanowości bezwzględnej

Kruczkowski J., Skotniczny P., Ostrogórski P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 1

13--22

PL

Wyznaczanie bezwzględnej metanowości wentylacyjnej jest istotnym, dla bezpieczeństwa załogi, działaniem służb wentylacyjnych kopalni. Najczęściej stosowana metoda polega na wykorzystaniu danych ze stacjonarnych mierników stężenia metanu lub z prób pipetowych i wyników ręcznego pomiaru wielkości prędkości średniej w przekroju wyrobiska. Metoda obarczona jest dużą i jednocześnie trudną do określenia niepewnością. Stacjonarne urządzenie do pomiaru metanowości bezwzględnej zostało zaprojektowane w celu usprawnienia i poprawy dokładności dotychczasowej metody wyznaczania strumienia objętości metanu. W artykule przedstawiono koncepcję nowatorskiego, stacjonarnego urządzenia pomiarowego będącego połączeniem anemometru skrzydełkowego typu MPP i pelistorowego czujnika stężenia metanu typu SG-2/NW. Rozwiązanie to jest unikalne ze względu na zastosowanie po raz pierwszy quazi-punktowego i współczasowego pomiaru obu wielkości w mierniku stacjonarnym. W ramach numerycznych badań symulacyjnych podjęto próbę wyznaczenia czasu dotarcia mieszanki do komory spalania czujnika metanu i stwierdzono, że mechanizm transportu mieszanki do komory pomiarowej jest dyfuzyjno-adwekcyjny. W artykule poruszono również wybrane problemy związane z pomiarem strumienia objętości metanu poprzez przyrząd wieloczujnikowy.

EN

Measurement of absolute methane content is signifi cant for miners safety. The most used measuring method is measurement based on data from stationary methane detectors or pipette analyses and multiply by air velocity measured by vane anemometer in traverse method. This method is difficult to determine the uncertainty. Stationary measuring instrument to determine the absolute methane content is designed to improve method efficiency and accuracy, which is heretofore used. The article presents conception of innovatory measuring device which is connection of vane anemometer, type MPP and pellistor methane sensor, type SG-2/NW. This outcome is unique, becouse the first time apply quasi-pointed and simultaneous measurement of both entities in one stationary instrument. Within the numerical simulations (CFD) the authors investigated time needed for movement methane mixture to combustion chamber of methane sensor. Observed that mechanism of transport mixture to measurement chamber is diffusive-advective. The article consists of issues about measuring methane flow rate by multi-sensor device.

17

Monitoring metanowości wentylacyjnej przy użyciu metanoanemometru stacjonarnego

Kruczkowski J., Ostrogórski P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 4

45--56

PL

Artykuł przedstawia wyniki eksperymentalnych pomiarów metanowości wentylacyjnej w chodniku nadścianowym. Wykorzystano nowo opracowane w IMG PAN stacjonarne urządzenie pomiarowe o nazwie metanoanemometr. Metanoanemometr jest układem hybrydowym umożliwiającym jednoczesne pomiary prędkości przepływu powietrza i stężenia metanu. Na ich podstawie wyliczany jest strumień objętości metanu. Weryfikację działania urządzenia przeprowadzono przy wykorzystaniu metanoanemometru ręcznego typu SOM 2303 stosując technikę trawersu. Wyniki poddano analizie, uwzględniając dane pomiarowe uzyskane z systemu telemetrii kopalnianej.

EN

This paper presents experimental results of volume flow of methane measurements in tailgate of a longwall. Methaneanemometer – a new in-home designed stationary device was tested in-situ. Methaneanemometer is a hybrid set, which enables simultaneous measurements of air velocity and methane concentration. Based on this measurement the device calculates volume flow of methane. Verification of device was performed using hand held derivative of the methaneanemometer named SOM 2303. The reference flow rate was measured with a continuous traverse method. Results were analyzed using mine telemetry data.

18

Badania rozkładu stężenia metanu wzdłuż ściany wydobywczej w warunkach ruchowych

Jamróz P., Wasilewski S.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 1

3--11

PL

Stosowane obecnie w kopalniach systemy metanometrii automatycznej spełniają wymagania w zakresie kontroli zagrożenia metanowego i zabezpieczenia stref wyrobisk, w których znajdują się ludzie i pracują maszyny. Tradycyjny system gazometrii automatycznej składa się z zestawu czujników, kablowej sieci transmisji sygnałów oraz centrali powierzchniowej będącej nadrzędnym urządzeniem sterującym oraz realizującej akwizycję danych. Często praktyka i zdarzenia ostatnich lat pokazują, że w przypadku zaburzeń geologicznych pojawiają się strefy podwyższonego wydzielania metanu, a wówczas tradycyjne zabezpieczenia metanometryczne, zgodne z przepisami, okazują się niewystarczające. Stąd coraz częściej kopalnie stosują indywidualne rozwiązania kontroli metanu z dodatkowymi metanomierzami (Wasilewski i in., 2007). Wadą stacjonarnych, systemów metanometrii automatycznej jest mała mobilność czujników w sztywnej instalacji związanej liniami transmisyjno-zasilającymi. Istnieje potrzeba uzupełnienia tych systemów o urządzenia mobilne posiadające parametry metrologiczne i funkcjonalne jak tradycyjne rozwiązania. Wykorzystując możliwości technicznie opracowano (Raport PS8, 2014) rozszerzony o mobilne czujniki z transmisją radiową, system metanometrii automatycznej, który poddano badaniom. W artykule przedstawiono wyniki obserwacji rozkładu metanu wzdłuż ściany w warunkach poligonowych w ścianie Cw-4 w pokładzie 364/2 KWK Budryk, które prowadzono w ramach zadania Nr 8 pt. „Opracowanie systemu gazometrycznego powodującego natychmiastowe wyłączenie energii zasilającej maszyny i urządzenia w przypadku nagłego wypływu metanu ze zrobów do wyrobisk eksploatacyjnych”, Projektu Strategicznego pt. „Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach” (Raport PS8, 2014).

EN

Over the last few years the knowledge about the methane emission in the coal mine has been enlarged. It was possible because of using more complex automatic measurements systems which are utilized in research works provided in coal mines. The article presents the result of measurements research of the methane concentration along the longwall. In this experiment, the wireless methane measurement system was placed near the goaf, along the longwall. Data were acquired during simultaneous mining work and compared with the particular phases of this work. As the result, it was shown the advantage of using distributed measurement system over the individual sensors.

19

Wpływ zapór przeciwwybuchowych pyłowych na pole prędkości w wyrobisku górniczym w aspekcie wskazań anemometru stacjonarnego

Janus J.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

8--14

PL

Jednym ze źródeł zaburzeń warunków przewietrzania w wyrobisku górniczym są miejsca, gdzie występują zapory przeciwwybuchowe pyłowe. Nierzadko w tych okolicach konieczne jest umieszczenie anemometru stacjonarnego, którego zadaniem jest pomiar prędkości przepływu powietrza w wyrobisku górniczym. W takim przypadku, kluczowym elementem do uzyskania poprawnych oraz wiarygodnych wyników pomiaru jest wybór odpowiedniego punktu pomiarowego. Wpływ stosowania zapór przeciwwybuchowych pyłowych na kształtowanie się profilu prędkości powietrza można badać eksperymentalnie za pomocą oprogramowania wykorzystującego metodę objętości skończonej. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych wpływu zaburzeń wywołanych półkami zapory. Uzyskane wyniki obliczeń pozwoliły na określenie optymalnego położenia anemometru stacjonarnego w odcinku chodnika z zaporą przeciwwybuchową pyłową.

EN

One of the sources of mine ventilation disturbance are places with dust explosion-proof firewall. Very often in these regions there is a need to place stationary anemometer whose task is to measure the flow rate of mine ventilation air. In this case, a key element to obtain correct and reliable measurement results is to choose the right measurement point. Impact of dust explosion-proof firewall on the velocity profile can be studied experimentally by using the finite volume method software. This paper presents the results of numerical calculations of firewall impact induced disorders. The results of calculations made it possible to determine the optimal position of the stationary anemometer in the area of mine drift with dust explosion-proof firewall.

20

Pole prędkości w otoczeniu sztucznie wytworzonej przeszkody na spągu chodnika kopalnianego

Krawczyk J., Janus J.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

44--53

PL

Jednym ze źródeł zaburzeń warunków przewietrzania chodników kopalnianych są miejsca, gdzie występuje wypiętrzenie spągu. Wpływ ten można badać eksperymentalnie. W chodniku kopalni S ułożono na spągu stos worków z pyłem kamiennym i przykryto go płótnem wentylacyjnym, tworząc przeszkodę o zarysie zbliżonym do wybrzuszenia spągu. W miejscu budowy przeszkody rozmieszczono kilkanaście czujników, które rejestrowały prędkości przepływu powietrza podczas eksperymentu. Dało to możliwość określenia wpływu przeszkody na pole prędkości przekroju jej zabudowy. Symulacja komputerowa, której wyniki przedstawia artykuł pozwala na pokazanie specyficznych warunków przepływu w szerszym otoczeniu miejsca eksperymentu i zmian spowodowanych przez przeszkodę. W odcinku chodnika od strony napływu znajdowały się liczne źródła zaburzeń przepływu, takie jak podwójne odrzwia tamy bezpieczeństwa, palisada stojaków, kaszty oraz pryzma urobku. Obszar obliczeniowy został ukształtowany w taki sposób, by dysponując jedynie wartością strumienia objętości na wlocie i geometrią obiektu, otrzymać możliwie dobrą zgodność wyników z danymi pomiarowymi. W ten sposób zweryfikowano metodykę symulacji, a następnie przeprowadzono analizę obrazu pola prędkości w otoczeniu miejsca pomiarów. Wyniki symulacji przedstawiono w formie sporządzonych dla wybranych przekrojów rozkładów prędkości i pól wektorów prędkości, a także powierzchni stałej prędkości oraz wykresów linii prądu.

EN

One of the sources of mine ventilation disturbance are places with local floor bulge. This impact can be studied experimentally. In S mine drift coal dust bags have been arranged on the floor and have been covered by ventilation canvas to create a barrier similar to floor bulge. In place of the barrier several sensors have been placed which measured the velocity of airflow during the experiment. This gave the opportunity to determine the effect of floor bulge on the flow field section. Computer simulation shows specific flow conditions in the wider vicinity of measuring points in the experiment. In sidewalk part from the inflow there were numerous sources of flow disturbances such as double doorpost, cribs and props. Calculation area was designed in such a way, that the value of the flow rate at the inlet and geometry of the sidewalk only suffice to receive possible good agreement with measured results. In this way, it was possible to verify the simulation methodology followed by image analysis of the velocity field in the vicinity of the measurement points. Simulation results were presented in a graphical form for the selected velocity distribution cross-sections, velocity vectors fields, velocity isosurface of constant velocity and pathlines.