Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rekonsolidacja zrobów zawałowych w świetle dotychczasowych doświadczeń

Masny Wojciech

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 9

35--42

PL

W artykule zaprezentowano metody oceny stopnia rekonsolidacji oraz wyznaczania parametrów wytrzymałościowych zrobów zawałowych w przypadkach prowadzenia eksploatacji z podziałem na warstwy. Przedstawiono stosowaną w Głównym Instytucie Górnictwa metodę umożliwiającą ocenę stopnia rekonsolidacji zrobów oraz określenie ich wytrzymałości zastępczej jeszcze przed rozpoczęciem robót górniczych pod zrobami. Konieczność opracowania takiej metody związana była z potrzebami kopalń w zakresie doboru obudów, zarówno obudów podporowych wyrobisk korytarzowych, jak i zmechanizowanych dla ścian. Ponadto podano dotychczasowe doświadczenia, uwagi i spostrzeżenie wynikając z eksploatacji pod zrobami zawałowymi.

EN

The article presents the methods of assessing the degree of reconsolidation and determination of strength parameters of caving gobs in cases of multi-slice extraction. Furthermore, Central Mining Institute method of classification of caving gob reconsolidation and to determine their substitute strength before the start of mining work under the gobs have been presented. The necessity to develop such a method was related to the needs of mines in the selection of support for workings as well as powered support for longwalls. Moreover, previous experience, remarks and observations resulting from the exploitation under the gobs have been given.

2

Prowadzenie ściany pod gruzowiskiem zawałowym w warunkach zmiennej grubości pozostawionej warstwy przyspągowej

Rajwa S., Prusek S., Szuścik J., Gąska R.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 6

33--37

PL

W artykule przedstawiono proces doboru obudowy dla ściany 124 prowadzonej bezpośrednio pod zrobami zawałowymi warstwy przystropowej pokładu 510 na KWK „Mysłowice-Wesoła”. Następnie zaprezentowano trudności w jej prowadzeniu, w szczególności te wynikające ze znacznej zmienności grubości warstwy przyspągowej, w której prowadzona była ściana 124. Dodatkowe trudności wynikały zarówno z niewłaściwej współpracy obudowy zmechanizowanej z górotworem, jak i nadmiernego zużycia niektórych elementów kompleksu ścianowego.

EN

This paper presents the process of powered support selection for the longwall 124, located under goafs of top layer seam no. 510, „Mysłowice-Wesoła” hard coal mine. Furthermore, the difficulties particularly due to the considerable variability of the thickness of the bottom layer which the wall 124 extracted, have been presented. Additional difficulties occurred as the result of improper co-operation of the powered support with the rockmass as well as excessive wear of some elements of the longwall complex.

3

Przegląd technologii pozyskania metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla w Polsce

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2017

|

nr 10

31--37

PL

Artykuł omawia modele pozyskania metanu ze zrobów zlikwidowanych kopalń węgla i przedstawia polskie doświadczenia w tym zakresie na tle charakterystyki zmian własności zbiornikowych formacji węglonośnych w wyniku eksploatacji węgla kamiennego.

EN

Technologies used to acquire methane from goafs in abandoned mines strictly depend on local circumstances. Therefore, the article only presents general models used to capture methane. These models can be divided into methane capture from underground excavations adjacent to goafs of working mines and methane capture with the use of boreholes from the surface. The former involves the installation of methane capture piping in goafs or abandoned shafts or development of goafs from adjacent underground excavations, while the latter involves drilling boreholes from the surface and the connection of piping or boreholes to the mine methane recovery station or a separate compressor. Methane capture from the surface features the drilling of vertical boreholes to develop goafs or to develop a sequence of boreholes into reservoir rocks located over fully-exploited coalbeds and hydraulically connected with these coalbeds. In Poland, successful attempts at methane capture from goafs using each of the above-mentioned models were made in Czyżowice and Jankowice-Wschód deposits, the “Bzia-Dębiny” elevation, and “1 Maja”, “Moszczenica” and “Żory” abandoned mines. Total methane extraction from abandoned mines is estimated to be approx. 80 million m3, including 37.0 million m3 of methane captured using surface boreholes. If one also were to include methane capture from goafs of working mines (approx. 830 million m3), it is obvious that methane capture from after-exploitation mine (both working and abandoned) goafs is a beneficial way to extract coalbed methane. Combined with coal exploitation, methane capture would help to make use of the enhancement of coal reservoir properties, which are generally unfavourable in intact rock, by methane capture.

4

Koncepcja prowadzenia eksploatacji złoża w filarze oporowym pochylni C-140÷143 w kopalni „Lubin”

Grzesiński J., Lipniarski M., Marzec M., Szpak M.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2016

|

nr 1

75--85

PL

W artykule przedstawiono koncepcję prowadzenia robót wybierkowych w przyszłym polu eksploatacyjnym XII/6 ZG „Lubin”. Dokonano analizy uwarunkowań geologiczno-górniczych w jego rejonie, koncentrując się przede wszystkim na dokonanej w latach ubiegłych rozcince na filary wielkogabarytowe przy północnej granicy pola XII/6 oraz doświadczeniach, wynikających z robót wybierkowych zakończonych w innych filarach ochronnych, położonych w rejonie zachodnim kopalni Lubin. Zaproponowano kierunek prowadzenia robót rozcinkowych i likwidacyjnych oraz system eksploatacji w oparciu o rozpoznaną sytuację geologiczno-górniczą i analizę zagrożeń naturalnych, zwłaszcza zagrożenia sejsmicznego.

EN

The paper presents the concept of mining works in the perspective mining panel XII/6 of “Lubin” mine. Mining and geological conditions in the area of panel XII/6 was analysed. Analysis was focused mainly on the cutting into big pillars at the northern boundary, made in previous years, as well as on the experience of mining works completed in other safety pillars located in the west area of “Lubin” mine. The way of mining and liquidation works as well as mining system has been proposed basing on the recognised geological and mining situation and analysis of natural hazards, particularly seismic hazard.

5

Wpływ struktury kopalnianej sieci wentylacyjnej na skuteczność ujęcia metanu

Krause E., Łukowicz K.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 4

95--108

PL

Wzrost koncentracji wydobycia, przy jednoczesnym wzroście metanonośności złoża wraz z głębokością w otoczeniu eksploatowanych ścian, to przyczyna zwiększania wydzielania się metanu do rejonów eksploatacyjnych, w tym zrobów poeksploatacyjnych. Na skuteczność ujęcia metanu ze zrobów ścian eksploatowanych i odizolowanych mają wpływ: - technologia odmetanowania, - usytuowanie zrobów ścian, - struktura kopalnianej sieci wentylacyjnej. Duża złożoność sieci wentylacyjnych w polskich kopalniach węgla kamiennego jest wynikiem opóźnień inwestycyjnych w zakresie odtworzeniowym ich zdolności wentylacyjnych, w warunkach schodzenia z robotami górniczymi na większą głębokość. W artykule scharakteryzowano sieci wentylacyjne przy usytuowaniu szybów wydechowych w obszarze górniczym kopalni. Omówiono także wpływ podpoziomowego usytuowania rejonów eksploatacyjnych na skuteczność ujęcia metanu w systemie odmetanowania oraz kształtowanie się poziomu zagrożenia metanowego.

EN

The increase in concentration of the extraction, with simultaneous increasing of methane bearing of the deposits with the depth in the area of the exploitation of longwalls is the cause of increasing methane emission to the areas, including post-extraction gobs. The efficiency of methane drainage from the gobs of the exploited longwalls as well as the isolated is influenced by the methane drainage technology, their location and the structure of the mine ventilation network. The high complexity of the ventilation network in Polish coal mines is a result of the investment delays in the aspect of the reconstruction of their ventilation capacity, in terms of greater depth of mining. The article describes the ventilation networks next to the upcast shafts at the mining area as well as the impact of the underlevel position of exploited areas on the effectiveness of methane drainage by demethanation and the formation of the level of methane hazard.

6

The feasibility of measurement of radiocarbon in carbon monoxide from coal mines as a potential indicator of mine fires

Luxbacher K., Lindsay C.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2012

|

nr 2

27-33

EN

The current methods of fire diagnosis for inaccessible areas of coal mines, such as gob are not always definitive. In some cases, it is difficult to determine if incidents involving ignitions or smoldering have evolved into flaming minę fires. A more definitive test for fire could involve monitoring for the existence of radiocarbon -carbon-fourteen (14C) in carbon monoxide (CO). CO is produced by the Iow temperature oxidation of coal; however, since coal is millions of years old, this CO will not have any 14C in it. The only carbon that will have the modern amount of UC in it will be the CO2 that is in the air that is drawn into the mine by the ventilation system. In accordance with the Boudouard Equilibrium, an interchange can take place that converts CO2 to CO, but only at temperatures high enough to be associated with fire. If this interchange takes place, then CO would have 14C in it. The existence of 14C in CO could be a definitive indicator of fire in gob areas. This paper outlines the background associated with this theory and examines preliminary methods for testing for the presence of 14C.

PL

Aktualne metody diagnozowania pożarów w niedostępnych obszarach kopalni węgla, takich jak zroby, nie zawsze są rozstrzygające. W niektórych przypadkach, trudno jest określić, czy wypadki, w których nastąpił zapłon lub tlenie się spowodowały pożar w kopalni. Bardziej rozstrzygające badanie pożaru powinno obejmować monitoring obecności radiowęgla - węgla-14, (14C) w tlenku węgla (CO). Tlenek węgla jest produkowany przy niskotemperaturowym utlenianiu węgla, jednak, skoro węgiel ma miliony lat, tlenek węgla nie będzie zawierał 14C. Jedyny węgiel, który będzie zawierał C z obecnych czasów, będzie to CO2 obecny w powietrzu, które jest wprowadzane do kopalni poprzez system wentylacji. Zgodnie z równowagą Boudouarda może mieć miejsce zamiana, która przekształca CO2 w CO, ale tylko w wysokich temperaturach, które mogą towarzyszyć pożarowi. Jeśli taka zamiana ma miejsce, wtedy CO będzie zawierał 14C. Obecność 14C w CO mogłaby być rozstrzygającym wskaźnikiem pożarów w obszarach zrobów. Artykuł przedstawia w zarysie przesłanki powiązane z tą teorią i analizuje wstępne metody badania obecności 14C.

7

Numerical simulation gob gas field of the roof tunnel drainage method

Qin R. X., Teng L., Yuan S., Shi L.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

283-290

EN

Roof tunnel drainage is one of the efficient methods of integrated coal exploitation and gas extraction. In order to improve drainage results, a gob gas field of roof tunnel drainage is simulated. As a result of the coal seam occurrence change, the method of downward boreholes from roof tunnel as the amend method is used to increase gas concentration and the quantity of the gas flow. So the gob gas field is compared before and after using the downward boreholes from the roof tunnel. The results show that the range 27m away from the coal face is the gas drainage short area of the roof tunnel method, but the downward boreholes cover it. The downward boreholes acts like a barrier, which prevent gas from flowing to the upper corner in the gob. The gas content in the area from the coalface to 140m on the upper side of the gob is decreased by the roof tunnel with downward boreholes, and this accompanying measure reduces the gas value of upper corner not over the allowable gas limitation.

PL

Odprowadzanie gazu przez chodnik stropowy jest jedną z najbardziej skutecznych metod odmetanowania przy wydobyciu węgla kamiennego. Dla lepszego odprowadzania gazu wykonano symulację gazu ze zrobów przez chodnik stropowy. Zastosowano metodę wiercenia otworów z chodnika stropowego do pokładu węgla w celu zwiększenia stężenia i objętości przepływającego gazu. Porównano zawartości gazu w zrobach przed i po zastosowaniu otworów wiertniczych z chodnika stropowego. Wyniki pokazują, że odległość 27 m od czoła ściany węglowej jest odległością, na której gaz nie może być odprowadzany chodnikiem stropowym jednak dodatkowe otwory wiertnicze zwiększają ujęcie gazu. Otwory tworzą barierę, która zapobiega uchodzeniu gazu do górnych krawędzi zrobów. Zawartość gazu w odległości od czoła ściany do 140 m w górnej części zrobów zmniejsza się dzięki zastosowaniu chodnika z otworami nawierconymi w dół, co przyczynia się do obniżenia stężenia gazu w wyrobisku do wartości poniżej dopuszczalnych.

8

Przepływ powietrza zrobowego w zlikwidowanych szybach w stanach awaryjnych w świetle badań modelowych

Wrona P.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 12

148-151

PL

W artykule przedstawiono zjawisko wypływu gazów ze zlikwidowanych kopalń w aspekcie jego niebezpieczeństwa dla mieszkańców terenów pogórniczych. Przedstawiono dwa istniejące modele matematyczne dotyczące tego procesu i wyniki obliczeń, których rezultaty zgadzają się z pomiarami prowadzonymi nad zlikwidowanym szybem kopalni "Zabrze". W artykule przedstawiono także możliwość zastosowania równania Bernoulliego do teoretycznej oceny wpływu zmian ciśnienia atmosferycznego oraz składu mieszaniny gazowej na prędkość wypływu gazów przez zlikwidowany szyb kopalniany.

EN

Phenomenon of gas outflow liquidated mines in the aspect of hazard for the inhabitants of mining areas is presented. Since especially dangerous is outflow of gases through the abandoned shaft (situated under the building, when the occupants have no information about it), where backfilling material suddenly subsided and occurred air-dynamic contact of goaf with the surface. There is necessary to recognize such a phenomenon to be able to reduce the hazard. Two existing mathematical models referring to this process and results of calculations, results which tally with the surveys carried over the liquidated shaft of mine "Zabrze", are presented. Also possibility of Bernoulli equation use for theoretical evaluation of atmospheric pressure changes influence as well as of gas mixture on gas outflow speed through abandoned mine shaft, are also presented.

9

Opening of the sealed off working no. 28731 affected by spontaneous combustion of coal

Prokop P., Zapletal P., Fiuraskova D.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 3

537-546

EN

Ostrava-Karviná coal mines (OKD) belong to a group of highly gassy coal mines, where spontaneous heating of coal occurs very often which leads to an underground fire. In such conditions a fire in endangered site should extinguished or the process of self-ignition should be suppressed - often the last option is to seal off such a site. After a certain period of time a sealed off area should be re-opened. In case of an incorrect or a bad conduct while ventilating the site the re-ignition of coal mass can take place and such a site should be sealed off again. This article attempts to solve the problem of a sealed off coal extraction area and shows correct proceedings during re-opening of this extraction area resulting from the necessity of removal of all equipment (a shearer and powered support) that was operating in the affected extraction region.

PL

Ostrawsko-karvińskie kopalnie (OKD) zaliczają się do grupy silnie metanowych kopalń węgla kamiennego, gdzie często dochodzi do samozagrzewania węgla co prowadzi do wystąpienia pożaru podziemnego. W takich warunkach zagrożone miejsce należy objąć akcją prowadzącą do ograniczenia procesu palenia węgla, często ostatnią możliwością jest zamknięcie takiego miejsca i znaczne ograniczenie przewietrzania. Po określonym czasie zamknięty rejon należy ponownie otworzyć. Przy nieprawidłowym postępowaniu otwieranego pola pożarowego i uruchomieniu przewietrzania, może dojść do ponownego zapłonu masy węglowej i taki rejon należy ponownie zamknąć. W artykule przedstawiono problematykę zamykania i otwierania rejonu eksploatacji węgla, pokazano prawidłowe postępowanie przy ponownym otwarciu rejonu eksploatacji ściany no. 28731 i przewietrzaniu wyrobisk celem wyprowadzenia wszystkich urządzeń pracujących w rejonie eksploatacji (np. kombajn i obudowa zmechanizowana).

10

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.

11

Wpływ zaprzestania odwadniania Ruchu II ZG Janina na wody podziemne

Frolik A., Kubica J., Świstak M.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2006

|

nr 8

24-29

PL

W roku 2003 zakończono eksploatację górnicza w Ruchu II ZG Janina. W maju 2005 roku zaprzestano odwadniania i rozpoczęło się napełnianie zrobów oraz górotworu w Ruchu II, które trwać będzie około 8,5 roku. Dopływ wody do szybu z rejonu wcześniej zatopionych zrobów spowodował gwałtowny wzrost zawartości w wodzie siarczanów oraz żelaza. W następnym okresie nastąpiła powolna stabilizacja zawartości obu składników. Głównymi procesami powodującymi znaczący wzrost zawartości siarczanów i żelaza w wodzie są rozpuszczanie produktów utleniania pirytów oraz mieszanie się wód stagnujących w zrobach zatopionej kopalni z wodami odpadowymi infiltrującymi poprzez przepuszczalne utwory nadkładu. Ponadnormatywny wzrost zawartości tych składników umożliwia wykorzystanie tych wód jako źródła zaopatrzenia w wodę przeznaczoną do spożycia przez ludzi. Przewiduje się, że po ustabilizowaniu warunków hydrodynamicznych, wskutek znacznego zasilania zrobów wodami o niskiej mineralizacji, następować będzie wysładzanie wody i spadek w niej zawartości siarczanów.

EN

Mining exploitation of Ruch II ZG Janina ended in 2003. In May 2005 drainage was stopped and the filling of abandoned workings and rockmass in Ruch II had been started. It will be continued for 8.5 years. The inflow of water to the shaft from the area of earlier flooded abandoned workings has caused a violet increase of sulphate and iron content in the water. During the following period that the content of both components slowly stabilized. The main processes contributing to the considerable growth of sulphate and iron content in water is the dissolving of pyrite oxidation products and mixing of stagnant waters in abandoned workings of the flooded mine with rainwater infiltrating through permeable overlay formations. The above standard increase in the content of these components makes the use of these waters as a source of water supply for human consumption quite impossible. It is expected that after stabilization of hydrodynamic conditions, in result of considerable alimentation of abandoned workings with water having low mineral content, the water will become fresher and the content of sulphates in it will drop.

12

Badania eksperymentalne procesu przemieszczania gazów w zrobach kopalni węgla kamiennego

Nawrat S., Kuczera Z., Napieraj S., Syty J.

Wiadomości Górnicze

|

2006

|

Vol. 57, nr 4

191-202

PL

W wielu kopalniach, zwłaszcza niemetanowych i o słabym zagrożeniu metanowym, w otamowanych wyrobiskach i zrobach występują, wysokie zawartości azotu i dwutlenku węgla oraz niskie zawartości tlenu. W artykule przedstawiono eksperyment procesu przepompowywania gazów z otamowanych zrobów o niskiej zawartości tlenu do zrobów o wysokiej zawartości tlenu, którego celem było badanie i ocena przydatności tej metody dla prowadzenia aktywnej prewencji pożarowej w kopalni węgla kamiennego. Wykazano, że metoda ta po-zwala skutecznie obniżyć zawartość tlenu przy jednoczesnym przyroście azotu w zrobach, co wpływa korzystnie na ograniczenie zagrożenia pożarowego i wybuchem metanu w otamowanych zrobach kopalń węgla kamiennego. Zagadnienie to wymaga dalszych kompleksowych badań.

EN

In many mines, especially non-gassy ones and with a smali gas hazard, high concentrations of nitrogen and carbon dioxide and Iow concentrations of oxygen occur in scaled of gobs. The article discuses the experiment with the process of pumping through ot gases front sealed of gobs with Iow concentration of oxygen to gobs with high concentration of oxygen the objective of which was thc investigation and assessment of this method's suitability for carrying out ot aclive fire prevention measures on bard coal mines. It has been proven that the method allows for cfficienl reduction of oxygen content wili the simultaneous increase in nitrogen concentration what posili vely influences the reduction of a fire hazard and methane explosion hazard in sealed off gobs in a hard coal mine. The problem requires further complex investigalions.

13

Weryfikacja modelu matematycznego wydzielania metanu w rejonie ściany z uwzględnieniem zmian ciśnienia atmosferycznego

Dziurzyński W., Krach A., Krawczyk J., Pałka T.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2004

|

Vol. 6, no. 3-4

131--142

PL

W artykule przedstawiono model zrobów, umożliwiający modyfikację programu komputerowego VentZroby, opracowanego w IMG PAN i służącego do prognozowania rozpływu powietrza i rozkładu stężenia metanu w kopalnianej sieci wentylacyjnej ze zrobami tak, aby program ten uwzględniał w prognozie wpływ zmian ciśnienia barometrycznego na stężenie metanu w sieci wentylacyjnej kopalni spowodowany zjawiskiem tzw. oddychania zrobów. W rozdziale 3 podano w skrócie opis modelu zastosowanego do wyznaczania przepływu mieszaniny gazów w zrobach w programie VentZroby. W rozdziale 4 przedstawiono podstawowe zależności dla zmodyfikowanego modelu zrobów, uwzględniającego zmiany ciśnienia barometrycznego i ich wpływ na gęstość mieszaniny metanu i powietrza w zrobach, traktowanej jako płyn ściśliwy. Algorytm obliczeń numerycznych dla tego modelu zamieszczono w rozdziale 5, a w rozdziale 6 przedstawiono weryfikację numeryczną tego algorytmu. Weryfikacja przedstawionego algorytmu wymagała opracowania testowego programu komputerowego dla sprawdzenia zbieżności procedury iteracyjnej wyznaczania rozkładu ciśnień w węzłach sieci bocznic modelującej zroby. Wykonana weryfikacja modelu matematycznego zrobów z uwzględnieniem zmian ciśnienia barometrycznego z zastosowaniem programu testowego „ZROBY” wykazała zbieżność procedury iteracyjnej, stosowanej w algorytmie obliczeniowym i potwierdziła celowość prowadzenia dalszych prac nad zastosowaniem tego modelu w programach numerycznego modelowania kopalnianych sieci wentylacyjnych ze zrobami.

EN

Variations of atmospheric pressure contribute to exchange of gases between goaf and a network of intentionally maintained underground workings of a mine. Oxygen forced in may trigger a spontaneous combustion while a pressure fall may drag toxic or explosive gases out of a goaf. Paper presents a mathematical model of those phenomena. This model is an extension of joined description of typical ventilation network and goaf, in which the goaf is represented by a grid of airways of a Darcy’s flow. Subsequent chapters describe the phenomena itself, relevant mathematical and numerical models, algorithm of solving the problem and results of first simulations which indicate correctness of presented approach.

14

Wpływ zmian ciśnienia barometrycznego na stężenie metanu w prądzie powietrza wypływającym z rejonu ściany z przyległymi zrobami - model matematyczny i algorytm obliczeniowy

Krach A.

Archives of Mining Sciences

|

2004

|

Vol. 49, nr 1

43-53

PL

W artykule przedstawiono sposób modyfikacji programu komputerowego VentZroby, opracowanego w IMG PAN i służącego do prognozowania rozpływu powietrza i rozkładu stężenia metanu w kopalnianej sieci wentylacyjnej ze zrobami tak, aby program ten uwzględniał w prognozie wpływ zmian ciśnienia barometryczncgo na stężenie metanu w sieci wentylacyjnej kopalni spowodowany zjawiskiem tzw. oddychania zrobów. Zagadnieniem tym zajmowali się liczni badacze, wśród których można wymienić W. Trutwina (1973), S. Wasilewskiego (1998) i Z. Kajdasza ze współautorami (2002). Trutwin podał model zrobów jako jedną dużą objętość, oddzieloną od wyrobiska przyległego strefą filtracji. Taki model tylko w przybliżeniu reprezentuje rzeczywiste zroby, które są obiektem o stałych rozłożonych i charakteryzuje się przestrzennym rozkładem prędkości filtracji mieszaniny powietrza i metanu i rozkładem dopływu metanu. Właściwości te uwzględnia model zrobów w postaci sieci wzajemnie prostopadłych bocznic (rys. 1) z dopływami metanu w węzłach (Dziurzyński 1998; Nawrat 1999), zastosowany w programie komputerowym VentZroby. W rozdziale 2 przedstawiono w skrócie podstawy teoretyczne tego modelu: równanie przepływu przez bocznicę sieci wentylacyjnej (1), równanie przepływu filtracyjnego przez zroby (3), równanie przepływu przez bocznicę sieci modelującej zroby (6) i wzór na stężenie metanu w strumieniach wypływających z danego węzła sieci bocznic (2). Modyfikację przedstawionego modelu w celu uwzględnienia wpływu zmian ciśnienia barometrycznego na rozkład stężenia metanu w zrobach i bocznicach sieci wentylacyjnej pokazano w rozdziale 3. Wychodząc od równania stanu gazu dla mieszaniny dwuskładnikowej (7) wyprowadzono wzór na zależność strumienia masy mieszaniny powietrza i metanu, dopływającej do danej objętości, od prędkości zmiany ciśnienia i stężenia w tej objętości (11). Następnie, z równania bilansu masy dla mieszaniny powietrza i metanu (12) wyprowadzono równanie różniczkowe (14), opisujące zmianę stężenia metanu w rozpatrywanej objętości. Wyprowadzone zależności pozwalają uzupełnić model zrobów tak, jak to pokazano na rysunkach 2 i 3. Na tej podstawie można zmodyfikować algorytm numerycznego obliczania rozpływu gazów i rozkładu stężenia metanu w bocznicach sieci wentylacyjnej i siatki modelującej zroby w sposób podany w rozdziale 4. Dla kolejnych kroków czasowych wykonuje się sekwencję działań, zaczynając od zapamiętania wartości ciśnień w węzłach sieci i obliczenia ciśnień w węzłach dla kolejnej wartości ciśnienia na zrębie szybu. Następnie oblicza się nowe ciśnienia w węzłach z zależności (16), dla tych ciśnień oblicza się dodatkowe dopływy masy do węzłów (17), dodaje się je do strumieni masy metanu dopływających do węzłów (18) i dla tych wartości dopływów wyznacza się rozpływ powietrza w bocznicach sieci wentylacyjnej łącznie z bocznicami siatek modelujących zroby. Dla obliczonych rozpływów wyznacza się ciśnienia węzłowe oraz odległość wektora tych ciśnień od wektora ciśnień wyznaczonych z zależności (16). Taką sekwencję działań powtarza się aż do uzyskania odległości wektorów ciśnień mniejszej od przyjętej jako miara dokładności obliczeń. Następnie wyznacza się stężenia w elementarnych objętościach zrobów skojarzonych z węzłami, rozwiązując numerycznie układ równań różniczkowych (19) i całą procedurę powtarza się dla kolejnego kroku czasowego. Realizacja przedstawionego algorytmu wymaga opracowania szeregu procedur programu komputerowego, a następnie wbudowania ich w odpowiednie miejsce obecnej wersji programu VentZroby. Prognoza rozkładów stężenia metanu w zrobach i w bocznicach sieci wentylacyjnej, uzyskana dzięki zamodelowaniu sieci wentylacyjnej wybranej, przykładowej kopalni w zmodyfikowanym programie VentZroby i wykonaniu symulacji zmian ciśnienia barometrycznego, wykaże prawidłowość i przydatność rozbudowy modelu zrobów w tym programie.

EN

The paper presents a manner of such modification of the computer program VentZroby, which was developed at IMG PAN and has served a purpose of predicting the distribution of air and distribution of methane concentration in a mine ventilation network with the goaf, that it includes in the forecast the influence of barometric-pressure variation on methane concentration in a mine ventilation network due to so called goaf respiration. The problem was considered by numerous research workers, let us mention W. Trutwin (1973), St. Wasilewski (1998) and Z. Kajdasz with co-authors (2002). Trutwin (1973) proposed a model of the goaf being one large volume, separated by a filtration zone from an adjacent working. Such a model only aproximately represents the real goaf that is an object with distributed constants and is characterized by spatial distribution of filtration felocity of an air - methane mixture and distribution of methane inflow. These features are taken into consideration by a model of the goaf in the shape of a network of mutualy perpendicular branches (Fig. 1) with methane inflow at nodes (Dziurzyński 1998;Nawrat 1999), which was applied to the computer program VentZroby. In Chapter 2, theoretical background of this model is presented in short: an equation of flow trough a branch of a ventilation network (1), an equation of filtration flow trough the goaf (3), an equation of flow trough a branch of a network that models the goaf (6), and a formula for methane concentration in streams that flow out of a given node of a network of branches (2). The modification of the presented model with the purpose of taking into account the influence of barometric-pressure variation on the distribution of methane concentration in the goaf and branches of a ventilation network is revealed in Chapter 3. Based on the gas law for a binary mixture (7), a formula was derived for dependence of mass flow of an air - methane mixture that flows into the given volume on the speed of pressure and concentration variations in this volume (11). Subsequently, from the mass-balance equation for an air - methane mixture (12) a differential equation (14) was derived that describes the methane-concentration variation in the volume under discusion. The derived equations enabled us to supplement the goaf model, as it was shown on Fig. 2 and 3. On these grounds it is possible to modify the algorithm for numerical calculation of distribution of gases and distribution of methane concentration in branches of a ventilation network ; and branches of the goaf-modeling network in the way which is given in Chapter 4. For succesive time steps a sequence of operation is run, starting from storing the pressure values at the network nodes and calculating the pressure at the nodes for successive pressure value at the outset. Afterwards, new pressures at nodes are calculated trough the relation (16), for these pressures additional mass inflows to the nodes are calculated (17), they are added to the methane mass streams that flow up to the nodes (18), and for these values of the inflows, the distribution of air in branches of the ventilation network is deterrmined, together with branches of networks that model the goaf. For the calculated distributions of air, nodal pressures and distance of the vectors of these pressures from the vectors of the pressures from the relation (16) are determined. Such a sequence of operations is repeated up to a distance of pressure vectors which is smaller than the distance accepted as measure of calculation accuracy. Next, methane concentrations in elementary volumes of the goaf associated with the nodes are determined through numerical solution of the system of differential equations (19) and the whole procedure is repeated for the subsequent time step. Realisation of the presented algorithm requires development of a number of procedures for the computer program and next building it in a proper place of the current version of the VentZroby program. A forecast of distribution of methane concentration in the goaf and branches of a ventilation network, prepared owing to modeling of the ventilation network of a selected exemplary mine through the modified VentZroby program and simulation of barometric-pressure variation, will prove correctness and usefulness of the development of the goaf model in the program.

15

Opis obrzeża i aktywacji zborów zaimplementowany w programach komputerowych serii EDN, EDBJ

Białek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 250

53-68

PL

W pracy przedstawiono własności operatorowych wzorów (4) i (6) opisujących profil niecki obniżeniowej z uwzględnieniem obrzeża eksploatacyjnego, zastosowanych w programach komputerowych autora do prognozowania deformacji terenu górniczego. Wzory te opisują występujący w praktyce efekt aktywacji zrobów położonych obok eksploatowanej parceli w tym samym pokładzie, czyli aktywację boczną, oraz efekt aktywacji zrobów położonych w pokładzie sąsiednim. Uwzględnienie tych efektów jest konieczne przy szczegółowej analizie wyników obserwacji.

EN

The paper presents the operating properties of equations (4) and (6) describing the profile of subsidence trough, allowing for mining edge, applied in the author's computer programs for the prediction of mining deformations. The equations describe the effect involving the activation of goafs located in the vicinity of the mining lot being mined in the same bed, that is lateral activation, and the effect involving the activation of goafs located in the neighboring bed. The effects mentioned above must be taken into consideration when carrying out a detailed analysis of observation results.

16

Problem wypiętrzania skał spągowych w wyrobiskach korytarzowych utrzymywanych w zrobach

Pach A., Stanisz A., Konior J.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2001

|

nr 1

15-19

PL

W artykule przedstawiono wyniki fragmentów obszernego cyklu badań modelowych ukierunkowanych na określenie optymalnych warunków utrzymywania wyrobisk drążonych poprzez zroby lub też utrzymywanych w zrobach. Prognozy zaciskania wyrobisk jako straty ich przekrojów przedstawiono w tym artykule graficznie w funkcji głębokości ich lokalizacji. Zjawisko wypiętrzania skał w wyrobiskach chodnikowych stanowi poważne utrudnienie w ruchu kopalń. Dla zapewnienia pierwotnych funkcji wyrobisk zachodzi najczęściej konieczność pobierek spągu, a więc poniesienia dodatkowych nakładów na ich utrzymanie, co znacznie zwiększa ogólne koszty produkcji.

EN

The article presents the results of fragments of an extensive cycle of model investigations directed for determination of optimum conditions for maintenance of roadways driven through gob areas or maintained in gobs. The forecasts of working compression as the loss of their cross-section is presented graphically in this article as the function of depth of their location.. The phenomenon of rocks swelling in roadways constitutes a meaningful hardship for operation of the mines. In order to maintain primary functions it is necessary to undercut the floor and thus incurring additional expenditures for the maintenance what considerably increases the general cost of production.