Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the application of methane-bearing capacity test methods in the conditions of Polish mining

Karbownik Marcin

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 4

309--318

EN

The methane hazard is one of the natural hazards occurring in hard coal mining. The content of natural methane in hard coal seams, the so-called methane-bearing capacity, is one of the key parameters that allow for proper assessment of the methane hazard and the state of the threat of gas and rock outbursts. For safety purposes, there is a constant need to improve the methods for the determination of this parameter. In the conditions of Polish mining, the method used for methane-bearing capacity determination is the direct drill cuttings method. This paper contains a comparative study presenting three different methods of methane-bearing capacity determination. Tests were conducted using two direct methods (the drill cuttings method and the United States Bureau of Mines (USBM) method), and the indirect method based on the desorption intensity index. On the basis of the obtained test results, it was found that the results obtained with the USBM method were slightly higher than those obtained with the direct drill cuttings method. Gas losses, an important element affecting the final value of the assay, were also analysed. This comparative study will evaluate the validity and applicability of the above methods under specific conditions in hard coal mining.

2

Czynniki kształtujące wzrost zagrożenia metanowego w ścianach w świetle doświadczeń Głównego Instytutu Górnictwa

Krause Eugeniusz, Litwa Piotr

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2021

|

nr 3

2--8

PL

W publikacji omówiono czynniki kształtujące poziom zagrożenia metanowego w rejonach ścian wydobywczych w polskich kopalniach węgla kamiennego w okresie wdrażania działań restrukturyzacyjnych, skutkujących między innymi wzrostem koncentracji wydobycia. Doświadczenia GIG Kopalni Doświadczalnej „Barbara", m.in. w zakresie zwalczania zagrożenia metanowego i pożarowego w polskich kopalniach, oraz 20-letnia współpraca tej jednostki naukowo-badawczej z Wyższym Urzędem Górniczym pozwoliły na opracowanie zasad, wytycznych oraz kryteriów oceny zagrożenia metanowego, stanowiących narzędzia dla praktyków w warunkach sukcesywnie zwiększającego się wydzielania metanu do środowiska ścian. Publikacja omawia efekty tej współpracy w zakresie poprawy bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego.

EN

The publication discusses the research acquis of the Central Mining Institute of the Experimental Mine „Barbara" in the field of combating methane risk in Polish hard coal mines. As a result of more than 20 years of research, principles and guidelines for assessment and design of mining works in methane fields were developed in the form of instructions. The most important of them are: 1. Rules for classifying workings (rooms) in methane fields into individual levels of explosion risk in coal mining plants [9]. 2. Rules for classifying workings in methane fields in coal mining plants as hazardous into methane explosion risk levels [4]. 3. Rules for airing excavations under methane hazard conditions, including the selection of ventilation devices to mitigate it [6]. 4. Dynamic forecast of absolute wall methane-bearing capacity [7]. 5. Principles of working longwalls under methane hazard conditions [8]. 6. Principles of designing mining works under conditions of combined methane and fire hazard [5]. All these studies provided mine engineering staff with tools for assessing methane risk at the stage of designing and conducting mining works, as well as allowed for the selection of preventive actions.

3

Zagrożenie metanowe - przegląd literatury

Łukaszczyk Zygmunt

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

300--313

PL

Jednym z najgroźniejszych zjawisk towarzyszących wydobyciu węgla kamiennego jest występowanie w jego pokładach metanu. Pomimo ogromnego postępu w rozpoznaniu i zwalczaniu zagrożenia metanowego, obserwuje się jego narastanie w wielu obszarach górniczych kopalń co ma silny związek ze zwiększaniem głębokości prowadzonej eksploatacji, coraz większą metanonośnością pokładów oraz ciśnieniem złożowym gazów. Dla potrzeb skutecznego przeciwdziałania niebezpiecznym zjawiskom związanym z zagrożeniem metanowym, ukierunkowanym na poprawę bezpieczeństwa i higieny pracy w górnictwie, nieodzowne jest współdziałanie wszystkich środowisk z branżą górniczą w tym szczególnie z naukowcami oraz jednostkami badawczo-rozwojowymi. W niniejszym artykule przeprowadzono analizę dostępnej literatury w tym zakresie oraz przedstawiono rozwój metod i środków rozpoznania i prognozowania zagrożenia metanowego.

EN

One of the most dangerous phenomena associated with the extraction of hard coal is the occurrence of methane in its seams. Despite enormous progress in identifying and combating the methane hazard, its growth is observed in many mining areas of mines, which is strongly related to the increase in the depth of exploitation, the increasingly methane-free nature of deposits and the gas reservoir pressure. For the purpose of effectively counteracting dangerous phenomena related to methane hazard, aimed at improving occupational safety and health in mining, it is indispensable to cooperate with all mining industry, in particular with scientists and R & D units. This article analyzes the available literature in this area and presents the development of methods and means for the diagnosis and forecasting of methane hazard.

4

Numeryczna symulacja wypływu metanu do wyrobiska korytarzowego

Wesołowski M., Badura H., Kołodziejczyk P., Bańka P.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

443--456

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego przepływu metanu do wyrobiska korytarzowego w zależności od położenia warstwy metanonośnej względem tego wyrobiska. Ocenę zmian zachodzących w rejonie wyrobiska wykonano przy użyciu anizotropowego modelu ubiquitous joint. Rozważany proces przepływu gazu w ośrodku porowatym symulowany był w oparciu o warunek jednofazowego przepływu Darcy’ego. Do modelowania numerycznego, wykorzystano program różnic skończonych FLAC. Określenie przepływu metanu w górotworze było realizowane w sposób sprzężony z obliczeniami zmian naprężeń i deformacji modelowanego ośrodka. Przedstawione wyniki symulacji komputerowej wypływu metanu do wyrobiska korytarzowego należy oceniać w charakterze jakościowym. Wyniki te pokazują możliwości stosowanego programu komputerowego FLAC. Bardzo dużym uproszczeniem zastosowanym w pracy jest dwuwymiarowy model górotworu, który umożliwia ocenę miejsc wypływu metanu w wydrążonym wyrobisku (z pominięciem przodkowej strefy drążonego wyrobiska).

EN

This paper presents the results of numerical modeling of methane outflow into roadway depending on the location of the methane-bearing layer in relation to this roadway. The assessment of changes in the roadway area was made using the anisotropic ubiquitous joint model. The process of gas flow through porous medium was simulated based on the single-phase Darcy flow condition. For numerical modelin, the FLAC finite difference program was used. Determination of the methan flow in the rock mass was coupled with calculations of changes in stress and deformation of the modeled medium. Presented results of computer simulated methane outflow into roadway should be assessed as qualitative. These results show the capabilities of used FLAC program. Use of two-dimensional rock mass model is a very big simplification, which enables assessment of methane outlets in the excavated raodway (excluding the face zone of the excavated roadway).

5

Analiza zagrożenia metanowego w ścianie G-6 w pokładzie 412łg+łd i 412 łg w KWK „A” – studium przypadku

Badura H., Araszczuk D.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 4

47--55

PL

Artykuł napisano na podstawie danych pomiarowych stężenia metanu na wylocie z rejonu ściany, strumienia objętości powietrza na wylocie z rejonu wentylacyjnego ściany, strumienia objętości metanu ujętego systemem odmetanowania oraz notowań przekroczeń dopuszczalnych stężeń metanu w rejonie ściany. Omówiono warunki naturalne panujące w rejonie ściany i stosowane sposoby przewietrzania. Obliczono metanowość całkowitą oraz wentylacyjną rejonu ściany i przeanalizowano ich zmiany. Przebadano zmiany strumienia objętości metanu ujętego systemem odmetanowania. Omówiono statystykę miejsc i częstości występowania przekroczeń dopuszczalnego stężenia metanu i porównano ryzyko wybuchu metanu dla zastosowanych sposobów przewietrzania na „Y” i „U”.

EN

This paper was written on the basis of measurement data concerning methane concentration at the outlet of the longwall area, the air flow at the outlet of the longwall ventilation area, the flow rate of methane encompassed in methane drainage system, and permissible concentration of methane in the longwall area exceedance ratings. The paper discusses natural conditions in the longwall area and its ventilation systems. The total methane bearing capacity and methane content in the ventilation air were calculated and their changes analyzed. The changes in rate of methane flow through its drainage system were analyzed as well. Finally, the exceedances of methane concentration and the risk of methane explosion for “Y” and “U” ventilation systems were examined.

6

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część III)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 3

21-35

PL

W seriach węglonośnych GZW obserwuje się wertykalną zmienność rozkładu przestrzennego (pola) maksymalnych metanonośności (Gmax). Pozwala to wyróżnić, od góry, następujące strefy gazowe: allochtoniczną strefę wysokometanową, strefę odgazowaną oraz autochtoniczną strefę wysokometanową. Lateralne zróżnicowanie obecności i wykształcenia tych stref umożliwia wydzielenie następujących struktur pola metanonośności: zamkniętej, przejściowej oraz otwartej. Strukturę zamkniętą charakteryzuje obecność nadkładu mioceńskiego i związanej z nim, allochtonicznej strefy wysokometanowej. W strukturze przejściowej, mimo występowania takiego nadkładu, inne czynniki geologiczne powodują, że allochtoniczna strefa wysokometanowa wykształciła się jedynie częściowo. Z kolei, w strukturze otwartej, brak izolującej pokrywy mioceńskiej sprawił, że już od stropu karbonu występuje tu strefa odgazowana. Dla wszystkich struktur typowe jest natomiast głębokie położenie autochtonicznej strefy wysokometanowej. Strefom gazowym odpowiada właściwy im skład cząsteczkowy gazów złożowych. W artykule przedstawiono ponadto wertykalną zmienność rozkładu przestrzennego (pola) maksymalnych metanonośności analizowanych w dalszych częściach pracy zlikwidowanych kopalń i szybów oraz orientacyjne położenie zrobów kopalnianych w stosunku do wyróżnionych stref wysokometanowych.

EN

A vertical changeability of methane content field is observed within coal-bearing series of USCB. It finds expression in the sequence of maximum values of methane content (Gmax), which makes it possibleto distinguish the following gassy zones [10]: the allochthonous, high methane zone (Gmax > 4,5 m³/Mg), the degassed, allochthono-autochthonous zone (Gmax ≤ 4,5 m³/Mg) and autochthonous, high methane zone (Gmax > 4,5 m³/ Mg). The vertical zonality allows to express lateral changeability of methane content field in terms of occurrence and the appearance depth of particular gassy zones (Tab. 3). Analysis of methane content field of USCB has made possible to discern the following structures of the field [10]: (i) closed structure, (ii) transient structure, and (iii) open structure. The closed structure is characterized by appearance of continuous and thick Miocene overburden as well as allochthonous high methane zone related to the overburden. Within the transient structure, despite the overburden, other geological agents cause rare full development of the allochthonous zone. Then, within the open structure, the lack of Miocene overburden made it impossible to form allochthonous zone. The degassed zone therefore occurs here starting from the roof of Carboniferous series. For all of the structures it is typical that the position of autochthonous high methane zone is deep. Particular gassy zones are also characterized by specific Chemical constitution of deposit gases. In the paper, there is also presented vertical changeability of methane content field in the abandoned coal mines and shafts, analyzed in the other parts of the study, as well as the comparison of position of mines gobs and distinguished high methane zones of deposit gases.

7

Wpływ wykorzystania odpadów energetycznych w profilaktyce pożarowej ścian na kształtowanie się ich metanowości bezwzględnej

Krause E.

Wiadomości Górnicze

|

2007

|

Vol. 58, nr 9

495-500

PL

Wartykule przedstawiono zależność między zakresem profilaktyki pożarowej wścianach, opartej na technologiach aplikacji do zrobów mieszanin popiołowo-wodnych, a kształtowaniem się stopnia odgazowania pokładów podebranych i nadebranych objętych zasięgiem odprężenia eksploatacyjnego. Wartykule odniesiono się również do skuteczności stosowania profilaktyki pożarowej, jak również dodatkowo metanowej - w zależności od kierunku prowadzenia eksploatacji oraz niwelacyjnego usytuowania chodników przyścianowych w parcelach eksploatacyjnych. Artykuł jest pierwszą publikacją podejmująca tę tematykę i wiąże zagadnienie wpływu aplikacji mieszaniny popiołowo-wodnej do zrobów w ramach profilaktyki pożarowej na wielkość wydzielania metanu dopływającego do środowiska ścian z pokładów podebranych inadebranych.

8

Przegląd i weryfikacja metod prognozowania metanowości bezwzględnej wyrobisk korytarzowych drążonych kombajnami w kopalniach węgla kamiennego

Koptoń H.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2007

|

nr 4

51-64

PL

Podstawę stosowanej metodyki prognozowania metanowości bezwzględnej drążonych wyrobisk korytarzowych w polskich kopalniach węgla kamiennego stanowią wyniki badań sprzed ponad 20 lat. Obecnie jednak wyrobiska korytarzowe są drążone w większości przypadków w zupełnie odmiennych warunkach niż te, które były przedmiotem ówczesnych badań. Stosowanie "starych" metod prognozowania wydzielania metanu przy drążeniu wyrobisk korytarzowych skutkuje często dużą rozbieżnością między wynikami prognozy a stanem faktycznym. W artykule przedstawiono przegląd podstawowych metod prognozowania stosowanych w Polsce. Opisano analizę porównawczą wartości metanowości bezwzględnej rzeczywistej drążonych wyrobisk korytarzowych z wartościami prognozowanymi dla realizowanego postępu dobowego i sformułowano wnioski. Do analizy wykorzystano bazę danych zawierającą zestawienie parametrów górniczo-geologicznych i technicznych 168 wyrobisk korytarzowych drążonych kombajnami w pokładach zaliczonych do II, III i IV kategorii zagrożenia metanowego w latach 2004-2006.

EN

The basis of the used prediction methodology of absolute methane content of driven roadway workings in Polish hard coal mines constitute the investigation results from before more than 20 years. However, currently roadway workings are driven in the majority of cases in quite different conditions than those, which were the subject of investigations at that time. The use of "old" methods of methane emission prediction when driving roadway workings results frequently in a high divergence between the prediction effects and the real state. The article presents a review of basic prediction methods used in Poland. The comparative analysis of values of real absolute methane content for the realised daily advance was described and conclusions formulated. In this analysis a data basis containing a list of mining-geological and technical parameters of 168 roadway workings driven by means of heading machines in seams classified among the I, II, III, and IV category of methane hazard in the years 2004-2006 was used.

9

Analiza średnich stężeń metanu na wylocie z rejonu ściany P-4 w KWK "R"

Badura H.

Górnictwo i Geologia

|

2007

|

T. 2, z. 2

5-15

PL

Artykuł opracowano na podstawie danych pomiarowych stężenia metanu na wylocie z rejonu ściany P-4, uzyskane z automatycznego systemu pomiarowego w okresie od 01.07.2006 r. do 05.12.2006 r. Za pomocą opracowanego programu komputerowego obliczono średnie wartości dobowe stężenia metanu, a także znaleziono najniższe i najwyższe stężenia w danej dobie. Obliczono średnie wartości wymienionych wielkości dla poszczególnych dni tygodnia. Stwierdzono silne oraz znaczące zależności pomiędzy tymi średnimi a średnim wydobyciem dobowym w analizowanym oraz poprzednim dniu.

EN

The paper was based on measurements data for methane concentration recorded at the mouth of the P-4 longwall region, received from the automatic measurement system in the period from 01.07.2006 to 05.12.2006. By means of the developed computer programme, the average day-and-night time values were calculated and the lowest and the highest values for a given 24-hour period were designated. The average values of the parameters were calculated for separate days of the week. Strong and substantial dependences were noted between those average values and the average 24-hour output on the day under the analysis and on the preceding day.

10

Zróżnicowanie warunków gazowych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, a możliwość migracji metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego

Grzybek I., Kędzior S.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 268

55-66

PL

W artykule scharakteryzowano warunki gazowe siedmiu wyróżnionych rejonów GZW oraz zagrożenia metanowe i metanowość kopalń każdego z nich. Na ich podstawie wyciągnięto wniosek, ze najwyższe prawdopodobieństwo migracji metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla ku powierzchni występuje w tych rejonach Zagłębia, w których występuje mioceński nadkład i położona poniżej niego, allochtoniczna strefa wysokometanowa w warstwach karbońskich.

EN

There, in the paper, are described gassy conditions of the seven regions the Upper Silesian Coal Basin it has been divided into, as well as characterized gas hazard and specific emission of coal mines within each of the regions. On this basis it has been stated, that the highest possibility of methane migration from abandoned coal mines to the surface is in those of basin regions, where Miocene overburden and positioned below it, allochtonous high methane content zone in Carboniferous strata exist.

11

Badanie właściwości szeregów czasowych średniej metanowości dobowej ścian

Badura H.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 270

191-203

PL

W artykule przedstawiono przykład badania właściwości czasowego obserwacji średniej metanowości dobowej rejonu ściany, których poznanie ułatwia dobór odpowiednich modeli prognozowania. Przedstawiono statystyki opisowe, test normalności rozkładu, omówiono funkcje korelacji cząstkowej, zanalizowano stacjonarność szeregu. Obliczenia wykazały, że szereg odznacza się silną zmiennością, nie posiada rozkładu normalnego, występuje w nim nieliniowy trend. Szereg posiada tzw. "długą pamięć", występują w nim wahania sezonowe oraz słabe wahania okresowe. Na podstawie przeprowadzonych testów zaproponowano modele prognostyczne adekwatne do właściwości zbadanego szeregu.

EN

The article presents an example of the examination of properties of time series of average methane-bearing capacity observations of the region of a longwall, whose knowledge faciliates the selection of a suitable prediction model. Descriptive statistics and normality distribution tests were shown. Autocorrelation and prtial autocorrelation functions were discussed. The calculations proved that the series is characterized by considerable variability. It does not have normal distribution and non-linear trend occurs in it. The series has the so-called "long memory". Seasonal fluctuations and week periodical ones occur in it. On the basis of the applied test, prognostic models adequate to the properties of the examined series were suggested.

12

Metoda prognozowania zagrożenia metanowego w rejonach wentylacyjnych ze ścianą eksploatującą węgiel kamienny

Frączek R.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2003

|

nr 8

20-27

PL

Na podstawie 5 letnich badań nad kształtowaniem się metanowości bezwzględnej wyrobiska ścianowego i rejonu wentylacyjnego ze ścianą wydobywczą, autor sprecyzował istotne przyczyny rozbieżności między metanowością prognozowaną a rzeczywistą. Potwierdził znane w literaturze wyniki badań, że wzrost zalegania pokładów węgla oraz duży postęp dobowy ścian powoduje: wzrost metanonośności naturalnej z przewagą metanu wolnego, zmniejszenie zasiegu pionowego odgazowania górotworu i pokładów węgla, wzrost decydującej roli metanu wydzielonego z eksploatowanego pokładu. Pracę zakończono wnioskami.

EN

On the basis of 5-year investigations on formation of the absolute methane-bearing capacity of the longwall face and the ventilation area including the production longwall the author has stated precisely the essential reasons for discrepancies between the prognosticated and effective methane-bearing capacity levels. He has proved the investigation results, known from the literature, that a growth of deposition depth of the coal seams and a high daily advance rate of longwalls causes an increase of the natural methane-bearing capacity with a predominant free-methane content, a reduction of the vertical range of the system of drainage of gas from the strata and the coal seams proper, an increase of the decisive role of the methane emitted from the seam being extracted. The work ends with conclusions.