Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza wpływu wybranych czynników na wartość cieplnego współczynnika przemiany fazowej wilgoci w ścianach eksploatacyjnych

Smołka Marcin

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2021

|

nr 1

2--7

PL

W oparciu o wyniki pomiarów z dwóch ścian eksploatacyjnych w artykule omówiono wpływ na cieplny współczynnik przemiany fazowej wilgoci takich czynników, jak: temperatura, wilgotność i prędkość powietrza na wlocie do wyrobiska, temperatura pierwotna górotworu oraz okres przewietrzania ściany. Omówiono też znaczenie doboru wartości przedmiotowego współczynnika na poprawność prognozy warunków klimatycznych. Zmienną najsilniej związaną z kształtowaniem się jego wartości w ścianach eksploatacyjnych jest wilgotność powietrza. Na bazie zebranych danych wyprowadzono zależność empiryczną, która - w przypadku określonych ścian - umożliwia stosunkowo poprawne oszacowanie wartości cieplnego współczynnika przemiany fazowej wilgoci.

EN

The thermal phase change coefficient of humidity is often used to predict the climatic conditions in mining excavations, where it has a crucial impact. In the paper, on the basis of the results of measurements from two longwalls, there was examined the influence on this parameter such factors as: temperature, humidity and flow velocity of ventilation air in the cross-section of the longwall inlet, virgin rock temperature and the time of longwall ventilation. The importance of selecting the value of the mentioned coefficient in order to the correctness of climate conditions prognoses was also discussed. Air humidity, in analysis represented by the Guchman number, is the factor most strongly related to the formation of the thermal phase change coefficient of humidity. On the basis of the collected data an empirical relation (3) was derived, which includes the number of Guchman and the air velocity in the cross-section of the longwall inlet. In longwalls ventilated in U-system and excavated in similar mining and geological conditions, with a real daily progress not exceeding 5.50 m, the prepared equation enables to estimate the value of the thermal phase change coefficient of humidity quite correctly.

2

Wybrane katastrofy i wypadki w górnictwie polskim – zebranie danych

Wasilewski S., Jamróz P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 3

197--206

PL

Systemy gazometrii automatycznej stosowane w kopalniach węgla kamiennego dostarczają wiele informacji dotyczących zaburzeń stanu parametrów powietrza w wyrobiskach kopalni. Przebiegi parametrów powietrza i pracy maszyn zarejestrowane w czasie normalnej eksploatacji oraz w czasie wypadków czy katastrof, a także rejestracje z badań eksperymentalnych pozwalają na zbudowanie bazy danych zawierających szereg przypadków do analiz tzw. „case study”. Taki zbiór może być przydatny w realizacji badań metodami symulacji komputerowych, a w szczególności w próbach odtworzenia zdarzeń oraz analizy ich przebiegu z możliwością rozważenia różnych wariantów i scenariuszy [3]. Niniejsze opracowanie opisuje początek prac o charakterze porządkującym bogaty materiał celem jego zebrania i przygotowania danych do dalszych badań i analiz. Dane zgromadzone dotychczas wymagają uporządkowania według jednolitego schematu, aby mogły być przydatne jako dane wejściowe do badań modelowych. Przyjęto, że na tym etapie prac powstanie jednolita baza opisu przypadków zawierająca: • opis zdarzenia, dane górniczo-geologiczne rejonu, schematy przewietrzania, lokalizację czujników i zabezpieczeń w systemie gazometrii, • zapisu danych z pomiarów oraz systemu monitoringu, • charakterystyczne przebiegi parametrów powietrza, a w szczególności prędkości, poziomu stężeń w rejonach ścian, • danych niezbędnych dla celów modelowania. Utworzenie bazy danych opisujących zaburzenia w sieci wentylacyjnej kopalni w wyniku tąpnięcia, wyrzutu, nagłego dopływu metanu czy pożaru wraz z analizą rozpływu domieszek gazowych w sieci oprócz wartości poznawczych może mieć istotne znaczenie dla celów weryfi kacji i walidacji modeli numerycznych procesów i zjawisk [2,3], stąd podjęcie tej pracy wydaje się w pełni uzasadnione.

EN

Air parameter monitoring systems used in coal mines provide a lot of information on disturbances in the state of air parameters in mine excavations. Data acquired during ordinary work and disasters give us information on the state of mine ventilation related to the the usual processes and phenomena. This data can be useful in the implementation of research using computer simulation methods, in particular in attempts to reconstruction accidents and analyze them. The data acquired so far requires sorting according to a unitary scheme so that they can be useful as input data for model studies. Described database has been divided into the several groups acording to most important informations such as: localizations, technical information (geological conditions etc.) and raw data.

3

Badania, ocena i profilaktyka zagrożeń aerologicznych w działalności Zakładu Aerologii Górniczej KGHM CUPRUM

Gajosiński S., Turkiewicz W., Nowysz M., Kulik W., Kondratowicz G., Fidos A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2018

|

nr 4

117--131

PL

W artykule przedstawiono zakres działalności Zakładu Aerologii Górniczej KGHM CUPRUM w rozwiązywaniu problemów ruchowych kopalń w związku z występującym zagrożeniem klimatycznym, gazowym oraz pyłowym. Scharakteryzowano działania, zmierzające do opracowania tzw. temperatury zastępczej klimatu, jako wskaźnika oceny warunków klimatycznych w warunkach wyrobisk górniczych. Przedstawiono zakres badań, wykonanych zarówno w celu potwierdzenia zasadności wprowadzenia nowego wskaźnika oceny klimatu, jak i w celu wykazania skuteczności stosowania indywidualnych osłon klimatycznych oraz wpływu trudnych warunków klimatycznych na organizm pracowników. W artykule zaprezentowano opracowane w Zakładzie Aerologii Górniczej rozwiązania techniczne w obszarze techniki klimatyzacji stanowiskowej, stanowiącej istotny w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. kierunek poprawy warunków pracy.

EN

The article presents the scope of activities of Mining Aerology Department of KGHM CUPRUM in solving operational problems of mines in connection with the existing climatic, gas and dust hazard. Activities aimed at developing the so-called substitute climate temperature as an indicator of the assessment of climatic conditions in mining workings have been described. The scope of research carried out both to confirm the legitimacy of introducing a new climate assessment index and to demonstrate the effectiveness of individual climate protection measures and the impact of difficult climatic conditions on the employees' bodies was presented. The article presents technical solutions developed at the Department in the area of station air-conditioning technology, which is an important direction of improvement of working conditions in KGHM Polska Miedz S.A. mines.

4

Ocena pomiarów parametrów pracy chłodnicy powietrza – studium przypadku

Słota K.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 2

42--53

PL

W górnictwie i przemyśle do chłodzenia powietrza wykorzystuje się chłodnice powietrza. Moc tych urządzeń ma wpływ na parametry powietrza po przemianie, lecz nie zawsze można mówić o poprawnym działaniu urządzenia przyjmując do analizy wyłącznie temperatury powietrza. Celem pracy jest analiza różnych parametrów powietrza przy przepływie przez chłodnicę lub układ wentylator-chłodnica. Przedstawiony zostanie wpływ parametrów powietrza przed przemianą na parametry po przemianie. Na wykresie i-x Molliera pokazano przemianę powietrza dla jego przepływu przez chłodnicę, jak również układ wentylator-chłodnica. Przy założeniu stałej temperatury powietrza chłodzonego tspu równej 30°C (temperatura powietrza przed ochłodzeniem) i stałej temperatury powietrza po ochłodzeniu tszu równej 20°C oraz trzech różnych wilgotnościach względnych: tpu1=100%, tpu2=75% oraz tpu3=60% różnica entalpii cieplnej pomiędzy pierwszym a trzecim przypadkiem wynosi prawie 210%. W pracy przedstawiono schemat przepływu powietrza przez chłodnicę lub układ wentylator-chłodnica, wykorzystując wykres i-x Molliera. Pokazano studium przypadku, gdzie zakładano stałą temperaturę powietrza przed i po przemianie, a zmienną była wilgotność względna powietrza. Wykazano, że wielkość mocy chłodniczej jest bardzo zmienna, a różnice pomiędzy wartością minimalną a maksymalną mogą być bardzo duże.

EN

In the mining industry and for air cooling uses air coolers. The power of these devices has an impact on the parameters of the air after the transformation, but you can’t always talk about the correct operation of the device accepting to analyze only the air temperature. The aim of this study is to analyze the various parameters of the air flow through the cooler or the system-fan cooler will be presented before the impact of air parameters conversion parameters of the transformation. In the Mollier’s chart showing the change of the air as it passes through the cooler and the cooler-fan system. Assuming the constant air volume tspu temperature of 30°C (air temperature before cooling) and the constant cooling air temperature tszu of 20°C and three different relative humidities: tpu1 = 100%, tpu2 = 75% and tpu3 = 60% difference enthalpy heat between the first and the third case is almost 210%. The study is a diagram of the air flow through the cooler or cooler-fan system, using the Mollier’s chart. Shown in a case study, it was assumed constant temperature of the air before and after the transformation, and the variable was the relative humidity of the air. It has been shown that the size of the cooling capacity is highly variable, and the difference between the minimum and maximum values can be very large.

5

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.

6

Analiza rejestracji czujników systemu gazometrii zabudowanych w wyrobiskach odprowadzających powietrze z pola F w pokładzie 364/1-2 w KWK „Murcki-Staszic” oraz w szybie wentylacyjnym „Zygmunt”, w aspekcie wybuchu metanu w dniu 27 lipca 2016 r.

Szlązak N., Wasilewski S.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 4

3--20

PL

W dniu 27 lipca 2016 r. około godziny 11.01 na podszybiu szybu „Zygmunt” na poziomie 411m w należącej do Katowickiego Holdingu Węglowego S.A. Kopalni Węgla Kamiennego „Murcki-Staszic” nastąpił wybuch metanu. W wyniku wybuchu śmierć poniósł jeden górnik. W artykule przedstawiono wyniki oraz wnioski szczegółowej analizy wskazań czujników gazometrii automatycznej oraz czujników dwustanowych, zabudowanych w wyrobiskach odprowadzających powietrze z pola F w pokładzie 364/1-2 w KWK „Murcki-Staszic” oraz w szybie wentylacyjnym „Zygmunt”, w aspekcie kształtowania się zagrożenia metanowego i pożarowego oraz parametrów przewietrzania w okresie poprzedzającym zdarzenie tj. do dnia 27 lipca 2016 r.

EN

On July 27, 2016 around 11.01 hours at the shaft bottom of “Zygmunt” shaft at 411m horizon of “Murcki- -Staszic” hard coal mine belonging to Katowice Coal Holding SA a methane explosion took place. As the outcome of the explosion one miner lost his life. The paper presents the results and conclusions of a detailed analysis of the sensor’ indications of the automatic gasometry system and of the bistate sensors, installed in return air gates from the F panel in seam 364/ 1-2 in “Staszic-Murcki hard coal mine and in „Zygmunt” ventilation shaft in relation to formation of methane and fire hazards during the period preceding the event, i.e. by 27 July 2016.

7

Monitorowanie zakłóceń parametrów powietrza w systemach dyspozytorskiego nadzoru powstałych w wyniku krótkiego spięcia

Wasilewski St.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

33--43

PL

Systemy monitorowania dostarczają dużej liczby danych o zjawiskach zachodzących w sieci wentylacyjnej kopalni. Obserwacja zmian parametrów powietrza w czasie zaburzeń naturalnych i technologicznych stanowi cenny materiał poznawczy dla badań stanów nieustalonych parametrów powietrza bez konieczności prowadzenia drogich eksperymentów. Przedmiotem artykułu są zaburzenia w sieci wentylacyjnej, a w szczególności w rejonie ścian eksploatacyjnych, wywołane krótkimi spięciami na tamach w tych rejonach. Takie zaburzenia mogą mieć gwałtowny charakter, a jeśli rejon jest wrażliwy na nie, to w konsekwencji może nastąpić zarówno zaburzenie prędkości powietrza, ale często również znaczne zaburzenie stężenia metanu w powietrzu obiegowym. Praktyka pokazuje, że świadomość inżynierów wentylacji o zagrożeniach wynikających z tych zakłóceń rośnie i kopalnie coraz częściej w dokumentacjach technicznych przewietrzania rejonów eksploatacyjnych, wprowadzają liczne zabezpieczenia przed ich skutkami. W artykule zostaną pokazane przykłady rejestracji zakłóceń parametrów powietrza w rejonach ścian eksploatacyjnych powstałych w wyniku krótkich spięć na tamach.

EN

Monitoring systems provide a large amount of data on the phenomena occurring in the mine ventilation network. Observation of changes in air parameters during natural and technological disturbances constitutes a valuable cognitive material for the study of transient states of air parameters without the necessity of conducting expensive experiments. Disturbances in the ventilation system are the subject matter of this paper, and especially in the area of active longwalls caused by short circuits at the air stoppings in those areas. Such disturbances can have a violent character and, provided the area is sensitive to them, the disorders in air velocity can occur, often with significant disturbances in concentration of methane in the recirculated air as a consequence of such disturbances. Practice shows that awareness of ventilation engineers about the danger of these disturbances is growing and mines are increasingly introducing numerous safeguards against the consequences of such disturbances in their technical documentation of ventilation in the operational areas. This paper presents the examples of recording the air parameters disturbances in the areas of operating longwalls caused by short circuits in the air stoppings.

8

Implementacja metod znaczników termicznych w pomiarach prędkości przepływu gazów w aerologii górniczej

Ligęza P.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

95--100

PL

Jednym z ważnych problemów aerologii górniczej jest pomiar bardzo małych prędkości przepływu powietrza i innych gazów. Jedną z metod jest metoda znaczników termicznych, polegająca na wywołaniu w przepływie fluktuacji temperatury i pomiarze prędkości ich propagacji. W artykule poddano analizie problem implementacji metod znaczników termicznych w pomiarach prędkości przepływu gazów w aerologii górniczej. Obszar zastosowań tych metod dotyczy pomiarów wzorcowych, specjalistycznych pomiarów wentylacyjnych, badań laboratoryjnych i modelowych, a także potencjalnego zastosowania metod w przenośnych przyrządach pomiarowych. Metody znaczników termicznych umożliwią bezwzględny pomiar bardzo małych prędkości przepływu powietrza i innych gazów, nie wymagają wzorcowania, są mało wrażliwe na zmiany temperatury, ciśnienia, składu czy wilgotności medium.

EN

One of the important problems of mining aerology is the measurement of very low flow velocity of air and other gases. One of the applicable methods is the method of thermal markers, which consist in analyzing the temperature fluctuations propagation in flow. In this paper we analyzed the problem of implementation thermal markers methods for measuring in mining aerology. Areas of application of these methods are standard and specialized ventilation measurements, laboratory and model tests, and the potential application in portable measuring instruments. Methods of thermal markers allow for absolute measurement of very low flow velocity range, do not require calibration and are not very sensitive to changes in temperature, pressure or humidity.

9

Verification of mathematical description of changes in air temperature and humidity in headings ventilated with auxiliary ventilation system

Nowak B., Piątek J.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 2

529--551

EN

The article presents verification of the mathematical model which was developed in earlier works, describing, through distributions of temperature, specific humidity, and flow rate of both fresh and exhaust air in the dead end headings ventilated with forcing duct line ventilation system, the climatic conditions existing in those headings. On the route of the considered duct line, an additional fan with a variable rotational speed was installed in order to avoid recirculation of the air between the inside of the duct line and the heading. The task of this auxiliary fan is an increase in the volumetric flow rate of fresh air at the mine face. The above-mentioned verification was based on a comparison of the calculation results obtained from the numerical solution of ordinary differential equations of the first order and algebraic equations with the results of measurements carried out in the selected mine heading. Wide comparative material was obtained by changing the location of the auxiliary fan in the duct line for a given heading length, and the heading length itself. 14 research variants were obtained in this way, in which, in addition to the already mentioned temperatures and humidity of the air, also the rotor speeds of the auxiliary fan were compared. The results of calculations and measurements have been presented in a graphical form. Their comparison was carried out using statistical methods.

PL

W artykule przeprowadzono weryfikację, wyprowadzonego we wcześniejszych pracach, modelu matematycznego opisującego, poprzez rozkłady temperatury, wilgotności właściwej oraz prędkości przepływu zarówno świeżego jak i zużytego powietrza w ślepych wyrobiskach przewietrzanych tłoczącą wentylacją lutniową, istniejące w tych wyrobiskach warunki klimatyczne. Na trasie rozważnego lutniociągu zabudowano dodatkowy wentylator o zmienianej, w celu uniknięcia recyrkulacji powietrza między wnętrzem tego lutniociągu a wyrobiskiem, prędkości obrotowej. Zadaniem dodatkowego wentylatora jest wzrost wydatku objętościowego powietrza świeżego w przodku. Wspomniana weryfikacja polegała na porównaniu wyników obliczeń otrzymanych z numerycznego rozwiązania układu równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu i równań algebraicznych z wynikami pomiarów przeprowadzonymi w wybranym wyrobisku górniczym. Szeroki materiał porównawczy uzyskano zmieniając lokalizację wentylatora dodatkowego w lutniociągu dla danego wybiegu wyrobiska jak i sam wybieg wyrobiska. Uzyskano w ten sposób 14 wariantów badawczych, w których oprócz wymienionych już temperatur i wilgotności powietrza porównywano także prędkości obrotowe wirnika dodatkowego wentylatora. Wyniki obliczeń i pomiarów przedstawiono w formie graficznej. Ich porównanie przeprowadzono stosując metody statystyczne.

10

Kontrola prędkości powietrza w wyrobiskach kopalni w systemach nadzoru dyspozytorskiego

Wasilewski St.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 7

1--13

PL

Pomiary prędkości i wyznaczania strumienia objętości powietrza w wyrobiskach stanowią istotny czynnik bieżącej kontroli stanu wentylacji kopalni. Badania prędkości powietrza w wyrobiskach kopalni oraz praktyka górnicza pokazują, znaczne wahania wartości chwilowych rejestrowanych przez czujniki, co jest wynikiem turbulencji i fluktuacji znamiennych dla przepływów burzliwych. Obecnie kopalnie wykorzystują dane z czujników prędkości powietrza w układach zabezpieczeń metanometrycznych, tj. wyłączania energii elektrycznej w przypadku zmniejszenia prędkości powietrza poniżej wartości krytycznej. Znaczne wahania wartości chwilowych prędkości powietrza powodują, że bezpośrednie zastosowanie anemometru jako elementu wyłączającego energię elektryczną utrudnia ciągłość prowadzenia eksploatacji w przodkach wydobywczych przez nieuzasadnione wyłączenia energii i zatrzymania pracy maszyn. W artykule zaproponowano, aby w systemach monitorowania parametrów środowiska kopalni i kontroli wentylacji, wykorzystywać dane wygładzone, a zakłócenia wywołane turbulencjami powietrza eliminować jako nieistotne z punktu widzenia stanu bezpieczeństwa czy trwałych zmian stanu wentylacji kopalni.

EN

Measurements of velocity and determination of air volume in mine workings are essential factors for the running monitoring of mine ventilation state. Studies on air velocity in mine workings as well as mining practice show the presence of significant fluctuations of instantaneous values recorded by sensors, which results from significant turbulence and fluctuations typical for turbulent flows. Currently, the mines are using data from air velocity sensors in the methanometric protection systems, i.e. by switching off electric power supply in case of air velocity reduction below the critical value. Significant fluctuations in the value of instantaneous air velocity result in a situation where the direct use of an anemometer, as an element breaking the flow of electric power, hinders the continuity of extraction works at active faces due to an unjustified shutdown of energy and stoppage of machines operation. This paper may suggest the application of smoothed data in the systems of mine environment parameters monitoring and control of mine ventilation while disturbances caused by air turbulence should be eliminated as they may be irrelevant from the point of view of safety conditions or long lasting changes in mine ventilation.

11

Zmiany ciśnienia bezwzględnego w rejonie ściany jako wskaźnik zagrożenia metanowego

Trutwin W.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

239--244

PL

W pracy zwraca się uwagę na wpływ zmian ciśnienia absolutnego (barometryczne) na zmiany stężenie metanu w wyrobiskach kopalni metanowej. Metoda ostrzegania zagrożeniu metanowym na podstawie rejestrowanej zniżki barometrycznej jest skuteczna jedynie przy powolnych zmianach tego ciśnienia. Poważne zakłócenia procesu wentylacji mają swoje źródło w procesie produkcyjnym, powodują dynamiczne zmiany strumieni powietrza i ciśnienia absolutnego, które prowadzą do znacznego wzrostu stężenia metanu w przodkach. Rozważania prowadzone w oparciu o wzór (7), który opisuje czasowy przebieg stężenia metanu w rejonie ściany jako wynik skokowych zmian strumienia powietrza obiegowego i ciśnienia absolutnego, pokazuje, że monitoring tego ciśnienia może służyć do wczesnego ostrzegania o zagrożeniu metanowym. Praca zawiera sugestię aby w stworzyć katalog typowych reakcji rozpatrywanego procesu wentylacji dla wczesnego i skutecznego rozpoznania zagrożenia metanowego.

EN

It is well known that changes of the atmospheric pressure on the surface are causing similar changes of the absolute pressure in the mine atmosphere. In gassy coal mines, the drop of the absolute pressure causes an increase of methane concentration in longwalls adjacent to waste gobs. This is due to methane accumulated in the gob. The increase of the absolute pressure will result in a decrease of methane concentration in the longwalls. Stagnation of the pressure brings the methane concentration to a level prior to the changes of the absolute pressure. The rate of change of the atmospheric pressure, understood as rate per time unit, is normally very small. Therefore the process of the release of additional methane from the gob into the longwall due to atmospheric pressure changes may be assumed as quasi-static. Changes of the absolute pressure due to disturbances, occurring in a mine, are often very dynamic. This implies that the ventilation process in a gassy mine must be considered as no-steady, in order to interpret the relations between the changing parameters for the benefit of an effective monitoring of the methane hazard. The equation (7) derived from [2] shows that step like changes of airflow and/or absolute pressure in a gassy working (Fig. 1) may cause transient states of methane concentration at the face end. As it shown on fig. 2 the pressure change can be regarded as a premonitory signal of methane hazard in workings.

12

Transient states of air parameters after a stoppage and re-start of the main fan

Wasilewski S.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 3

579--599

EN

A stoppage of the main ventilation fan constitutes a disturbance of ventilation conditions of a deepmine and its effects can cause serious hazards by generating transient states of air and gas flow. Main ventilation fans are the basic deep-mine facilities; therefore, under mining regulations it is only allowed to stop them with the consent and under the conditions specified by the mine maintenance manager. The stoppage of the main ventilation fan may be accompanied by transient air parameters, including the air pressure and flow patterns. There is even the likelihood of reversing the direction of air flow, which, in case of methane mines, can pose a major hazard, particularly in sections of the mine with fire fields or large goaf areas. At the same time, stoppages of deep-mine main ventilation fans create interesting research conditions, which if conducted under the supervision of the monitoring systems, can provide much information about the transient processes of pressure, air and gas flow in underground workings. This article is a discussion of air parameter observations in mine workings made as part of such experiments. It also presents the procedure of the experiments, conducted in three mines. They involved the observation of transient processes of mine air parameters, and most interestingly, the recording of pressure and air and gas flow in the workings of the mine ventilation networks by mine monitoring systems and using specialist recording instruments. In mining practice, both in Poland and elsewhere, software tools and computer modelling methods are used to try and reproduce the conditions prior to and during disasters based on the existing network model and monitoring system data. The use of these tools to simulate the alternatives of combating and liquidation of the gas-fire hazard after its occurrence is an important issue. Measurement data collected during the experiments provides interesting research material for the verification and validation of the software tools used for the simulation of processes occurring in deep-mine ventilation systems.

PL

Wyłączenia wentylatora głównego stanowią zburzenie warunków przewietrzania kopalni głębinowych, a jego skutki mogą powodować poważne zagrożenie generując stany nieustalone przepływu powietrza i gazów. Wentylatory głównego przewietrzania stanowią podstawowe obiekty podziemnych zakładów górniczych stąd w przepisach górniczych zatrzymanie wentylatora głównego może nastąpić jedynie za zgodą i na warunkach określonych przez kierownika ruchu zakładu górniczego. Wyłączeniu wentylatora głównego mogę towarzyszyć stany nieustalone parametrów powietrza, w tym rozkładu ciśnień i rozpływu powietrza, a nawet możliwość odwrócenia kierunków przepływu powietrza co w przypadku kopalń metanowych może stanowić poważne zagrożenie szczególnie w rejonach kopalni, w których występują pola pożarowe czy rozległe przestrzenie zrobów. Równocześnie zatrzymanie wentylatora głównego w kopalniach głębinowych stanowią interesujące eksperymenty badawcze, a prowadzone pod kontrolą systemów monitoringu dostarczają dużo danych o procesach przejściowych ciśnienia, przepływu powietrza i gazów w wyrobiskach podziemnych. W artykule przedstawiono obserwacje parametrów powietrza w wyrobiskach kopalni w czasie eksperymentów zatrzymania wentylatora głównego. Omówiono sposób przeprowadzenia eksperymentów w trzech kopalniach, w czasie których obserwowano procesy przejściowe parametrów powietrza, a w szczególności rejestrowano ciśnienia i przepływy powietrza oraz gazów w wyrobiskach sieci wentylacyjnej kopalni w kopalnianych systemach gazometrii oraz za pomocą specjalistycznej aparatury. W praktyce górniczej zarówno w kraju jak i za granicą coraz częściej wykorzystuje się narzędzia programowe i metody symulacji komputerowej do próby odtworzenia warunków przed i w czasie katastrof w oparciu o aktualny model sieci oraz dane z systemów monitoringu. Ważnym zagadnieniem jest również wykorzystanie tych narzędzi do symulacji wariantów zwalczania i likwidacji powstałego zagrożenia metanowo-pożarowego po zdarzeniu. Zebrane w czasie eksperymentów dane pomiarowe stanowią interesujący materiał badawczy do weryfikacji i walidacji narzędzi programowych wykorzystywanych do symulacji procesów w systemach wentylacji kopalń głębinowych.

13

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.

14

Wpływ źródeł ciepła i wilgoci na stan zamglonego powietrza w podziemnych górniczych wyrobiskach korytarzowych

Nowak B., Filek K., Ptaszyński B.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2008

|

R. 32, z. 3

45-55

PL

W artykule omówiono zagadnienie przepływu powietrza zamglonego przez poziome wyrobisko korytarzowe. Podano równania matematycznego opisu zmian parametrów termodynamicznych powietrza (temperatura, wilgotność) na drodze przepływu, przy czym uwzględniono występowanie w wyrobisku różnego rodzaju źródeł ciepła i wilgoci. Przyjęto, że powietrze może zawierać wilgoć zarówno w postaci pary wodnej, jak i w postaci mgły. Dla zilustrowania omawianych zagadnień rozwiązano numerycznie przykład liczbowy dla czterech wariantów danych. Wyniki przedstawiono w formie wykresów zmienności temperatury powietrza, jego wilgotności właściwej i względnej oraz zawartości mgły w funkcji współrzędnej bieżącej wzdłuż osi wyrobiska.

EN

In the article, a matter of haze air flow through horizontal dog heading is discussed. Equations of mathematical description of change the thermodynamic air parameters on the way of flow are given. In this case, appearance of different heat and moisture sources in the heading are taken into account. It was accepted that air can contain a moisture in form of water vapour and fog. For illustrating the discussed problems, the numerical examples for four variants of dates were solved. The results are presented in form of diagram of air temperature variation, its specific and relative humidity and contents of fog in function of running coordinate along the heading axis.

15

Analiza danych pomiarowych uzyskanych z anemometrycznych czujników stacjonarnych i przenośnych

Kruczkowski J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

93--104

PL

W wyrobiskach kopalni głębinowej do pomiaru wielkości strumienia objętości powietrza stosowane są stacjonarne czujniki anemometryczne. Wyznaczanie uśrednionego w czasie strumienia objętości przepływającego przez płaszczyznę przekroju poprzecznego wyrobiska, przy pomocy miejscowego pomiaru prędkości, prowadzi do błędów. Jednym z nielicznych sposobów wykonania przybliżonego całkowania prędkości po płaszczyźnie przekroju wyrobiska jest metoda trawersu anemometrem przenośnym. Porównanie wyników pomiarów pozwala na oszacowanie wielkości błędów dla czujnika stacjonarnego. Przedstawione w artykule dane pomiarowe uzyskano stosując po raz pierwszy nowy, przenośny czujnik anemometryczny typu μAS4 wyposażony w pamięć i zegar czasu rzeczywistego. Ponieważ współczesne systemy stacjonarnego monitoringu kopalnianej sieci wentylacyjnej pozwalają na gromadzenie wyników pomiarów wraz z rejestracją czasu ich wykonania, możliwe było porównanie obu pomiarów. Badania zostały wykonane w różnych wyrobiskach. W jednym z omawianych przypadków anemometr stacjonarny znajdował się w pobliżu odrzwi tamy bezpieczeństwa, co pozwoliło na porównanie jego wskazań jako miernika strumienia z pomiarami strumienia objętości wykonanymi anemometrem ręcznym. W drugim przypadku porównano dane pomiarowe z wynikami uzyskanymi za pomocą wielopunktowej matrycy czujników. Wyniki przeprowadzonych badań posłużą do walidacji danych pomiarowych uzyskiwanych przez stacjonarne czujniki anemometryczne w systemach monitoringu atmosfery kopalnianej.

EN

Quantity of air flowing in workings of underground mines is assessed upon indications of stationary anemometric sensors. Evaluation of a time averaged flow through given cross- section of a gallery upon a point velocity measurement has a considerable error. Comparison with a more accurate method gives an estimate of the error of the one-point measurement. Traversing with a portable anemometer is a typical reference method. The μAS4 portable anemometer – newly developed at the Institute was selected for this purpose. A matrix of anemometric sensors simultaneously sampling distribution of velocity, developed by the author may be considered as another reference method. Contemporary monitoring systems have a capability of recording of data, which may be compared with results given by the reference methods. Two examples of such comparison have been given. In first case the stationary anemometer was placed inbye rectangular opening, where traversing was done. In another the matrix of anemometers was applied. Results will be used for validation of data provided by velocity sensors operating in the systems of monitoring.

16

Mathematical description on the operation of mining electric air refrigerator

Filek K., Nowak B., Roszkowski J.

Archives of Mining Sciences

|

2002

|

Vol. 47, nr 3

311-331

EN

This article attempts to describe mathematically the operation of a rnining rcfrigerating system of air cooling, which consists of an evaporator functioning as a proper air cooler, a compressor of cooling factor, a condenser and an expansion valve regulator. Surface heat exchangers (an evaporator, a condenser) were considered as units with variable parameters of media along their axis; heat exchange (air, freon, water) takes place berwecn these media. Descriptions of the operation of a counter-current evaporator and also of a co- and counter-current condenser were presented by means of sets of ordinary differential eąuations, algebraic eąuations and boundary conditions for differential eąuations. How a compressor affects parameters of a cooling factor was described by means of an equation of isentrope (isentropic compression of freon) and the influence of an expansion valve regulator by means of an equation of isenthalpe (isenthalpic expansion of freon). While describing an evaporator the possibility of water outdropping from air during the cooling process and also the existence of a zone in an evaporator, where freon is present in an overheated state, were taken into consideration. For this reason an evaporator was divided into two zones from the side of air and two zones from the side of freon, obtaining in a general case three zones different from each other because of eąuations describing them. Similarly, when describing a condenser the existence of three zones was taken into consideration: cooling of gaseous freon, freon condensation and cooling of liquid freon. Theoretical considerations were illustrated by a calculation example, whose results were presented in the form ofgraphs.

PL

W artykule podjęto próbę matematycznego opisu pracy górniczego sprężarkowego układu chłodzenia powietrza, w skład którego wchodzi stanowiący właściwą chłodnicę powietrza bezpośredniego działania parownik, sprężarka czynnika chłodniczego, skraplacz i zawór rozprężny. Przepływ powietrza przez parownik wymusza współpracujący z nim wentylator lutniowy. Przeponowe wymienniki ciepła (parownik, skraplacz) uznano za obiekty o zmiennych wzdłuż ich osi parametrach mediów, między którymi zachodzi wymiana ciepła (powietrze, freon, woda). Za pomocą układów równań różniczkowych zwyczajnych i równań algebraicznych oraz warunków brzegowych do równań różniczkowych podane zostały opisy działania przeciwprądowego parownika oraz współprądowego i przeciwprądowego skraplacza. Oddziaływanie sprężarki na parametry czynnika chłodniczego opisano równaniem izentropy (izentropowe sprężanie freonu) - zależność (25), zaś oddziaływanie zaworu rozprążnego - równaniem izentalpy (izentalpowe rozprężanie freonu) - zależność (43). W opisie parownika uwzględniono możliwość wykraplania wody z powietrza w czasie jego chłodzenia, jak też istnienie w parowniku strefy, w której freon znajduje się w postaci pary przegrzanej. W tym celu podzielono parownik na dwie strefy od strony powietrza i na dwie strefy od strony freonu, otrzymując w przypadku ogólnym trzy strefy różniące się opisującymi je równaniami (4)-(7). Podobnie w opisie skraplacza uwzględniono istnienie trzech stref - chłodzenia freonu gazowego, skraplania freonu i chłodzenia freonu ciekłego. Pracę skraplacza współprądowego dla wymienionych trzech stref opisują równania (26)-(28), a skraplacza przeciwprądowego równania (29)-(31). Wywody teoretyczne zilustrowano przykładem obliczeniowym. Dotyczy on chłodzenia powietrza w wyrobisku górniczym przewietrzanym prądem opływowym chłodziarką typu DV-290 z freonem R22 jako czynnikiem chłodniczym. Skraplacz tej chłodziarki potraktowano jako szeregowe połączenie od strony wody dwóch skraplaczy - współprądowego i przeciwprądowego. Dla czynnika chłodniczego skraplacze te połączone są równolegle. Wykorzystując program komputerowy utworzony do rozwiązania równań różniczkowych i algebraicznych, stanowiących model matematyczny rozważanej chłodziarki, otrzymano wyniki obliczeń pozwalające wyznaczyć rozkłady parametrów termodynamicznych wszystkich mediów biorących udział w wymianie ciepła. Są to: temperatura i wilgotność właściwa chłodzonego powietrza, temperatura i stopień suchości freonu oraz temperatura chłodzącej skraplacz wody. Rozkłady te przedstawiono graficznie w formie wykresów na rysunkach 4-7.

17

Zastosowanie geometrii inżynierskiej w aerologii górniczej

Słota K.

Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics

|

2001

|

Vol. 11

54--58

EN

A spatial scheme to represent so-called ventilation system of the coal-mine is presented. The scheme is created by means of topographic projection and axonometry. The author, on the ground of the report, suggests the need of topographic projection and axonometry in the syllabus of Engineering Geometry realized at the Department of Mining and Geology Engineering. The report has to contribute to development in wider discussion which would permit the maintenance of the most necessary programmatic contents of Engineering Geometry

18

The power of coolers operating indirectly in unsteady states

Filek K., Nowak B., Roszkowski J.

Archives of Mining Sciences

|

2001

|

Vol. 46, nr 4

469-480

EN

This article examines and discusses unsteady states of mining surface air coolers operating indirectly. Coolers working both with and against the f1ow-direction are evaluated with a special emphasis on their thermal power. Two components were distinguished in the total power of the cooler : cooling power related to the temperature reduction of the air which is being cooled and its drying power resulting from the condensation of water from the air being cooled. This work is based on the equations of a mathematical model of air-cooling using the coolers mentioned above, which are presented alongside mathematical derivations from previous articles. To illustrate the work of the coolers under discussion the results of typical calculations are appended in the form of time-based graphs. Two situations were taken into consideration: a slow exponential fall in the temperature of the cooling water at the entry to a cooler and a sudden change in this temperature. The results obtained verify both the time-variable of the power of a cooler in conditions similar to its normal work and the influence of the dynamics of a cooler itself on the change of its power on a time-scale, which can be linked e.g. to the notion of the dynamic identification of a cooler as a component of an automatic control system.

PL

W artykule zajęto się zagadnieniem nieustalonych zmian mocy przeponowych chłodnic powietrza o działaniu pośrednim. Rozważono współprądową oraz przeciwprądową ich pracę. W całkowitej mocy cieplnej takich chłodnic wyodrębniono moc ochładzania, związaną ze zmianą na sposób jawny entalpii powietrza suchego i pary wodnej, oraz moc osuszania powietrza, związaną z procesem kondensacji pary wodnej zawartej w chłodzonym powietrzu. Sposób wyznaczania każdej z tych mocy na podstawie parametrów termodynamicznych powietrza przed i po schłodzeniu przedstawiono w postaci wzorów (13)--(15). W oparciu o podane we wcześniejszych pracach równania, stanowiące modele matematyczne opisujące proces chłodzenia powietrza chłodnicami rozważanego typu, wykonano numeryczne obliczenia ich całkowitej mocy chłodniczej, mocy ochładzania i mocy osuszania. Wyniki obliczeń podano w formie graficznej na ośmiu wykresach pogrupowanych w dwa rysunki. W obliczeniach rozróżniono nie tylko współprądową i przeciwprądową pracę chłodnic wspomnianego typu, lecz również dla określonego charakteru pracy chłodnicy rozróżniono rodzaj wymuszenia, którym było powolne - z określoną stałą czasową, lub natychmiastowe - w postaci funkcji Heaviside'a obniżenie temperatury wody chłodzącej na wlocie chłodnicy. Dodatkowo rozważono przypadki mniej i bardziej intensywnego ochładzania powietrza, w postaci dwóch różnych wartości natężenia przepływu zimnej wody. Na podstawie otrzymanych rezultatów obliczeń sformułowano wynikające z nich wnioski.