Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulating and Predicting Escape Routes for Ventilation Network of Duong Huy Coal Company using Ventsim DESIGN Software

Duy Huy Nguyen, Cao Khai Nguyen, Van Thinh Nguyen, Van Quang Nguyen, Minh Chien Nguyen, Khac Duy Nguyen

Inżynieria Mineralna

|

2022

|

no. 2

151--157

EN

In underground coal mining, the ventilation task plays an important role because it ensures enough fresh air for workers and decrease negative effects of deleterious gases released from coal seam as well as blasting explosions. Furthermore, when coal mines go deeper, the ventilation task is more and more important. In order to guarantee good ventilation performance, we should apply a simulation software. In this article, we present the application of Ventsim DESIGN software for ventilation network of Duong Huy Coal company as well as prediction of escape routes in urgent cases. The simulation results demonstrate that the software offers good performance, stable operation as well as the suitable escape routes in urgent cases.

PL

W podziemnym górnictwie węgla wentylacja odgrywa ważną rolę, ponieważ zapewnia wystarczającą ilość świeżego powietrza dla pracowników i zmniejsza negatywne skutki uwalniania się szkodliwych gazów z pokładów węgla oraz możliwość wystąpienia wybuchów. Ponadto, gdy eksploatacja sięga głębiej, zadanie wentylacji jest coraz ważniejsze. W celu zagwarantowania dobrej wydajności wentylacji do obliczeń sieci wentylacyjnej stosuje się oprogramowanie symulacyjne. W artykule przedstawiono zastosowanie oprogramowania Ventsim DESIGN dla obliczenia sieci wentylacyjnej kopalni Duong Huy oraz przewidywania dróg ewakuacyjnych w nagłych przypadkach. Wyniki symulacji pokazują, że program dobrze wylicza wydajność sieci , warunki stabilnej pracy oraz odpowiednie drogi ewakuacyjne w nagłych przypadkach.

2

Dobór wentylatorów głównych dla modelu docelowego kopalni X na podstawie analizy i obliczeń sieci wentylacyjnej

Mocek Piotr

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2020

|

Vol.9, iss. 2

71--85

PL

W artykule dokonano analizy i obliczeń obecnej i przyszłej sieci wentylacyjnej kopalni X w celu doboru parametrów wentylatorów głównych jakie powinny być zastosowane w modelu docelowym kopalni X po likwidacji niezbędnej infrastruktury wyrobisk górniczych i przystosowaniu kopalni do roli centralnej pompowni wód dołowych będącej zabezpieczeniem dla sąsiadujących z nią kopalń i zakładów górniczych. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów parametrów aktualnej sieci wentylacyjnej Kopalni X oraz sieci modelu docelowego za pomocą programu AERO-2014D firmy POK „Zachód” Spółka z o. o. Symulacje parametrów sieci w modelu docelowym uwzględniały likwidację dwóch szybów i zbędnych wyrobisk górniczych. Badania przeprowadzono dla różnych typów wentylatorów głównych. Uzyskane wyniki pozwoliły dobrać optymalny wentylator główny, spełniający założone wymagania wentylacyjne w przyszłym modelu docelowym kopalni X.

EN

The article analyzes and calculates the current and future ventilation network of the X mine in order to select the parameters of the main fans that should be used in the target model of the X mine after the liquidation of the necessary mining excavations infrastructure and adaptation of the mine to the role of a central underground water pumping station which is a protection for neighboring mines and mining plants. The article presents the results of measurements of the parameters of the current ventilation network of the Mine X and the target model network using the AERO-2014D program of the company POK "Zachód" Spółka z o.o. Simulations of network parameters in the target model included the liquidation of two shafts and unnecessary mining excavations. The tests were carried out for various types of main fans. The obtained results enabled the selection of an optimal main fan meeting the assumed ventilation requirements in the future target model of the X mine.

3

Optymalizacji parametrów sieci wentylacyjnej kopalni X w przypadku likwidacji jednego z szybów wentylacyjnych

Mocek Piotr, Smoliło Janusz

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

203--221

PL

Artykuł podejmuje problematykę określenia parametrów sieci wentylacyjnej Kopalni X dla przyszłego modelu docelowego jej funkcjonowania, w którym po zakończeniu etapu likwidacji zbędnej infrastruktury kopalnia będzie pełnić rolę centralnej pompowni wód dołowych dla wszystkich kopalń Niecki Bytomskiej. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów parametrów aktualnej sieci wentylacyjnej Kopalni X oraz za pomocą programu AERO-2014D firmy POK „Zachód” Spółka z o.o. symulację parametrów jej sieci w modelu docelowym po likwidacji szybu „Witczak”. Uzyskane wyniki pozwoliły określić działania techniczne jakie należy podjąć aby zagwarantować stabilność sieci wentylacyjnej w przyszłym modelu docelowym kopalni X.

EN

The article deals with the issue of determining the parameters of the ventilation network of the Mine X for the future model of its target operation, in which after completion of the phase of unnecessary infrastructure liquidation will act as a central pumping station for all mines of the Bytom Basin. The article presents the results of measurements of the parameters of the current ventilation network of Mine X and with the help of the AERO-2014D program of the POK "Zachód" Spółka z o.o. simulation of its network parameters in the target model after the liquidation of the "Witczak" shaft. The obtained results allowed to determine the technical measures to be taken to ensure the stability of the ventilation network in the future target model of the X mine.

4

Ocena wpływu włączenia wentylatora tłoczącego na rozpływ powietrza w sieci wentylacyjnej kopalni rud miedzi

Szlązak N., Obracaj D., Korzec M.

Zeszyty Naukowe Uczelni Jana Wyżykowskiego. Studia z Nauk Technicznych

|

2017

|

Nr 6

65--79

PL

Eksploatacja w kopalni rud miedzi wymaga udostępniania nowych partii złoża. Wydobycie prowadzone jest z czynnych wyrobisk podziemnych, a przy znacznych odległościach projektuje się najczęściej szyby wdechowe. Z uwagi na duże odległości pomiędzy projektowanymi szybami wdechowymi a istniejącymi szybami wydechowymi mogą występować trudności z doprowadzeniem wymaganych ilości powietrza do projektowanych oddziałów wydobywczych. Dlatego też rozważne są możliwości zabudowy podziemnej stacji wentylatorów tłoczących na podszybiu szybu wdechowego. Ich celem jest zwiększenie objętościowego natężenia przepływu powietrza w sieci wentylacyjnej. W oparciu o obliczenia rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej jednej z kopalń rud przedstawiono ocenę skuteczności takiego rozwiązania.

EN

Mining progress in underground copper ore mines requires workings in newly-opened deposits. The excavation is being carried from the operationg workings and when there are long distances the downcast shafts are designed. In many cases the distance between downcast and ventilations shafts are relatively big, so there might be a problem with necessary air flow distribution in new mining districts. In the article the author presented the efficiency of such a development, based on calculating the air distribution inside the ventilation network of a copper mine.Therefore the possibilities to install the subsurface fan stations with forcing fans at the bottom of the downcast shaft are considered.

5

Influence of applying additional forcing fans for the air distribution in ventilation network

Szlązak N., Obracaj D., Korzec M.

Management Systems in Production Engineering

|

2016

|

nr 3 (23)

163--171

EN

Mining progress in underground mines cause the ongoing movement of working areas. Consequently, it becomes necessary to adapt the ventilation network of a mine to direct airflow into newly opened districts. For economic reasons, opening new fields is often achieved via underground workings. Length of primary intake and return routes increases and also increases the total resistance of a complex ventilation network. The development of a subsurface structure can make it necessary to change the air distribution in a ventilation network. Increasing airflow into newly-opened districts is necessary. In mines where extraction does not entail gas-related hazards, there is possibility of implementing a push-pull ventilation system in order to supplement airflows to newly developed mining fields. This is achieved by installing subsurface fan stations with forcing fans at the bottom of downcast shaft. In push-pull systems with multiple main fans, it is vital to select forcing fans with characteristic curves matching those of the existing exhaust fans to prevent undesirable mutual interaction. In complex ventilation networks it is necessary to calculate distribution of airflow (especially in networks with a large number of installed fans). In the article the influence of applying additional forcing fans for the air distribution in ventilation network for underground mine were considered. There are also analysed the extent of overpressure caused by the additional forcing fan in branches of the ventilation network (the operating range of additional forcing fan). Possibilities of increasing airflow rate in working areas were conducted.

PL

Eksploatacja złóż kopalni użytecznych w podziemnym zakładzie górniczym powoduje ciągłe przemieszczanie frontów eksploatacyjnych. W związku z tym, dochodzi najczęściej do wydłużania dróg doprowadzenia i odprowadzenia powietrza, a więc zwiększenia oporów przepływu powietrza na tych drogach. Kopalnie udostępniają nowe odległe pola eksploatacyjne, które często nie są udostępniane szybami, lecz wyrobiskami podziemnymi. Rozbudowa sieci wentylacyjnej kopalni może wymagać zmian w organizacji rozprowadzenia powietrza, celem doprowadzenia do nowo udostępnionej partii złoża większego strumienia objętościowego powietrza. W kopalniach posiadających kilka szybów wdechowych cel ten może zostać zrealizowany poprzez zabudowę na podszybiu jednego z nich podziemnej stacji wentylatorów pomocniczych. Rozwiązanie takie może być zastosowane w zakładach górniczych eksploatujących kopalny niepalne. Zapewnienie poprawnej współpracy wentylatorów głównych i pomocniczych powinno być poparte przeprowadzoną analizą sieci wentylacyjnej. Na tej podstawie powinny zostać dobrane parametry stacji wentylatorów pomocniczych. W artykule przedstawione zostały rozważania związane z wpływem zabudowy podziemnej stacji wentylatorów pomocniczych (tłoczących) na rozpływ powietrza w sieci wentylacyjnej rzeczywistej kopalni podziemnej. Analizie poddany został zasięg działania wentylatorów pomocniczych. Uwaga zwrócona została również na możliwości zwiększenia strumienia powietrza w rejonach prowadzonych robót.

6

Rozdział strat ciśnienia w wentylacji przemysłowej

Matysko R.

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2016

|

nr 6

86--89

PL

W artykule opisano zagadnienia związane z równoważeniem ciśnienia w przemysłowych sieciach wentylacyjnych. Systemy wentylacyjne, które stosowane są obecnie w halach produkcyjnych projektowane powinny być tak, by zminimalizować zużycie energii elektrycznej przez wentylatory, które muszą zapewnić odpowiednie ciśnienie dyspozycyjne. Jedną z metod pozwalających zapewnić mniejszą energochłonność systemów wentylatorowych jest obniżenie ciśnienia dyspozycyjnego w kanale rozprowadzającym poprzez zrównoważenie oporów występujących w kanałach wentylacyjnych.

7

Determining diagonal branches in mine ventilation networks

Krach A.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1097--1105

EN

The present paper discusses determining diagonal branches in a mine ventilation network by means of a method based on the relationship A⊗ PT(k, l) = M, which states that the nodal-branch incidence matrix A, modulo-2 multiplied by the transposed path matrix PT(k, l ) from node no. k to node no. l, yields the matrix M where all the elements in rows k and l - corresponding to the start and the end node - are 1, and where the elements in the remaining rows are 0, exclusively. If a row of the matrix M is to contain only „0” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of a row of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), i.e. by the elements of a proper row of the matrix P(k, l ), the result row must display only „0” elements or an even number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 0 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the path nodes level is 2 (apart from the nodes k and l, whose level is 1), then the number of „1” elements in a row has to be 0 or 2. If, in turn, the rows k and l of the matrix M are to contain only „1” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of the row k or l of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), the result row must display an uneven number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 1 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the level of the i and j path nodes is 1, then the number of „1” elements in a row has to be 1. The process of determining diagonal branches by means of this method was demonstrated using the example of a simple ventilation network with two upcast shafts and one downcast shaft.

PL

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania bocznic przekątnych w sieci wentylacyjnej kopalni metodą bazującą na zależności A⊗PT(k, l) = M, która podaje, że macierz incydencji węzłowo bocznicowej A pomnożona modulo 2 przez transponowaną macierz ścieżek PT(k, l) od węzła nr k do węzła nr l daje w wyniku macierz M o takich własnościach że ma same jedynki w wierszach k i l, odpowiadającym węzłom początkowemu i końcowemu i same zera w pozostałych wierszach. Warunkiem na to, aby w wierszu macierzy M były same zera jest aby po pomnożeniu elementów wiersza macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l), czyli przez elementy odpowiedniego wiersza macierzy P(k, l), w wierszu wynikowym były same zera lub parzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 0, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły ścieżki są stopnia 2 (oprócz węzłów k i l, które są stopnia 1), to liczba jedynek w wierszu musi być równa 0 lub 2. Natomiast warunkiem na to, aby w wierszach k i l macierzy M były same jedynki jest aby po pomnożeniu elementów wiersza k lub l macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l) w wierszu wynikowym była nieparzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 1, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły k i j ścieżki są stopnia 1, to liczba jedynek w wierszu musi być równa 1. Wyznaczanie bocznic przekątnych tą metodą pokazano na przykładzie prostej sieci wentylacyjnej z dwoma szybami wydechowymi i jednym wdechowym.

8

Wpływ eksploatacji podpoziomowej na rozpływ powietrza w sieci wentylacyjnej kopalni węgla

Szlązak N., Obracaj D., Swolkień J.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 4

129-151

PL

W artykule przedstawiono ewaluację warunków stosowania wentylacji schodzącej według przepisów górniczych w ostatnich kilku dekadach. Omówiono zaburzenia kierunków przepływu powietrza w wyrobiskach ze schodzącym prądem powietrza podczas powstania w nich pożaru. Na podstawie przykładu eksploatacji ściany na głębokości około 170 m poniżej poziomu udostępnienia przeprowadzono analizę możliwości odwrócenia kierunku przepływu powietrza podczas wystąpienia pożaru podziemnego. Maksymalny kąt nachylenia wyrobiska doprowadzającego powietrze wynosił -9,3°. Przykład wykazał brak możliwości odwrócenia kierunku przepływu przy określonych parametrach struktury sieci wentylacyjnej i przepływającego powietrza. Wskazano na czynniki, które powodują odwracanie się prądów powietrza ze szczególnym uwzględnieniem lokalizacji bocznicy z prądem schodzącym w strukturze sieci wentylacyjnej. Zaakcentowano istotną rolę monitoringu parametrów powietrza i zabezpieczeń przeciwpożarowych w wyrobiskach ze schodzącymi prądami powietrza, które w połączeniu z podejmowanymi działaniami aktywnego zwalczania pożarów praktycznie uniemożliwiają rozwój pożaru w wyrobisku.

EN

This article evaluates a descentional ventilation system according to mining regulations over the past few decades. Disturbances in the direction of airflow in intake airways with a descentional air stream while a fire breaks out are discussed. On the basis of an example of mining a longwall at the depth of about 170 m below development level a possibility of changing the direction of airflow during an underground fire is analysed. The maximum angle of inclination of an intake airway is equal to -9,3°. According to the example there is no possibility of diverting airflow for particular parameters of a ventilation system and airflow. Some factors that lead to diverting of airflows are shown, with a special emphasis on the location of a branch with descending air stream in a ventilation system. The importance of monitoring air parameters and fire protections in intake airways is emphasized. That monitoring system and active control over a fire make the spread of fire in an airway practically impossible.

9

Wizualizacja bieżącego rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej wraz z jej monitoringiem gazowym

Dylong A., Knapczyk J., Musioł D.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 4

5--18

PL

Monitoring stanu sieci wentylacyjnej i warunków panujących w podziemiach kopalni na dzień dzisiejszy nie stanowi problemu. We wszystkich polskich kopalniach są zainstalowane systemy monitoringu tzw. gazometrii, które w trybie on-line dostarczają informacje dyspozytorowi o warunkach panujących w wyrobiskach górniczych. W artykule poruszono tematy związane z bieżącą obserwacją stanu wentylacji kopalni i wnioskowaniem na podstawie danych napływających z systemów gazometrii. Przedstawiono również możliwości automatycznego wnioskowania i wizualizacji stanu wyrobisk przez wyspecjalizowane oprogramowanie wykorzystywane w działach wentylacji. Na koniec zaproponowano rozwiązanie systemu, który w sposób automatyczny na schematach przestrzennych kopalni wizualizowałby informacje o zagrożeniu w wyrobiskach.

EN

Monitoring of a ventilation network and conditions existing in an underground mine are not problematic nowadays. Ali Polish coal mines are equipped with monitoring systems, so called gasometry, which delivery on-line to the dispatcher information about conditions in the underground workings. The paper discusses subjects related to the current observation of the mine ventilation system and concluding about the data coming from gasometry systems. Possibilities of automatic processing and visualization of conditions in the workings, available by the software dedicated for mine ventilation services have been also presented in this paper. In the conclusion a system solution has been presented, designed for automatic visualization of dangers in the workings on the spatial mine ventilation diagrams.

10

Sposób realizacji rewersji wentylacji rejonów eksploatacyjnych przewietrzanych prądami wznoszącymi i schodzącymi w warunkach zagrożenia pożarowo-metanowego

Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 4

19--34

PL

W artykule przedstawiono pewną koncepcję sposobu przeprowadzenia rewersji rejonu wentylacji eksploatacji ściany w warunkach rozwiniętego pożaru z uwzględnieniem zagrożenia metanowego. Wykonanie manewru rewersji wentylacji w rzeczywistych warunkach, przy złożonej strukturze wyrobisk rejonu, bez wcześniejszego przygotowania nie powinno być dozwolone. Bezpiecznym, a jednocześnie efektywnym sposobem jest wcześniejsze, przed wystąpieniem pożaru, ustalanie środków, jakie trzeba podjąć w celu przeprowadzenia rewersji lokalnej wraz z możliwymi zagrożeniami wynikającymi z ustalonych działań. Jako podstawę sposobu rewersji rejonów eksploatacyjnych przyjęto metodę symulacji numerycznej, która umożliwia prognozowanie procesów przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni w stanie awaryjnym, jakim jest pożar. Zastosowano system programów VentGraph, który jest dobrym narzędziem umożliwiającym prognozowanie zmiennego w czasie rozwoju ogniska pożaru i jego wpływu na rozpływ powietrza i gazów pożarowych. Opracowana nowa opcja programu VentGraph wyznaczania bocznic przekątnych wspomaga prowadzenie rewersji i ustalenie miejsc lokalizacji tam umożliwiających rewersję. Uzyskane wyniki (patrz przykład) potwierdzają prawidłowość działania opracowanych algorytmów wyznaczenia bocznic przekątnych oraz prowadzenia rewersji. Stwierdzono, że przed wystąpieniem pożaru w kopalni dla rejonu eksploatacji, szczególnie w warunkach zagrożenia metanowego, konieczne jest zbadanie wpływu przeprowadzenia rewersji lokalnej na występujące zagrożenia w celu ustalenia dodatkowych rygorów w planie zabezpieczenia przeciwpożarowego załogi.

EN

The paper outlines a conceptual design of reversing the ventilation in the longwall region in the conditions of a fully-developed fire, taking into account the risk of methane explosion. In a real mine being a complex system of galleries and workings, reversal of ventilation should be forbidden, unless relevant preparation has been done. A safe and effective method should be selected prior to eventual fire. Risks involved in those measures have to be duly assessed. Numerical simulations may support forecasting of flow in a ventilation of network under the emergency conditions, that is during a fire. For this purpose the VentGraph software system has been used, which is an excellent tool for forecasting the time-variable development of the fire source and its effects on the flow of air and gases. The newly developed option available in VentGraph allowing the diagonal branches to be indicated supports the reversing process and selection of regulators (ventilation door), used to perform the reversal. Results illustrated by an example confirm the adequacy of the developed algorithms used to determine the diagonal branches and carry out the reversion manoeuvre. It is established that prior to the fire occurrence, the effects of the reversion process on the risk levels have to be thoroughly investigated in order to plan the rigorous fire fighting procedures.

11

Możliwości obliczeniowe wybranych programów symulacyjnych stosowanych w górnictwie światowym, opisujących przepływ powietrza, gazów pożarowych i metanu w sieci wyrobisk kopalni

Dziurzyński W., Krawczyk J.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 5

1--11

PL

Polskie rozwiązania w zakresie prognozowania stanu mieszaniny powietrza i dopływających gazów (metan, gazy pożarowe) kopalni są oryginalne i stosowane nie tylko w kraju, ale i za granicą, w górnictwie takich krajów, jak USA, Australia, Kanada i Czechy. Wyrazem tego są publikacje w literaturze światowej [24, 41, 53], gdzie można spotkać zastosowania obecnych polskich rozwiązań w zakresie prognozy rozpływu powietrza i gazów pożarowych. Obecnie technika komputerowa wspomaga pracę inżyniera wentylacji i dyspozytora kopalni [11, 17, 38, 40, 43, 44]. Celem zapoznania inżynierów wentylacji kopalń z istniejącymi obecnie komputerowymi programami symulacyjnymi do prognozowania stanu sieci wentylacyjnej kopalni w niniejszym artykule przedstawiono stosowane modele matematyczne w najbardziej znanych programach wentylacyjnych rozwijanych w Polsce i na świecie wraz z rozszerzoną listą pozycji literatury. Najważniejszym elementem programu komputerowego do obliczeń i symulacji procesu przewietrzania są modele matematyczne stosowane do opisu ruchu powietrza i gazów szkodliwych w sieci oraz algorytmy implementujące te modele w omawianych programach symulacji. Zwrócono uwagę na zagadnienia modelowania struktury sieci wentylacyjnej, opisu ruchu powietrza w elementach sieci, dopływu metanu i propagacji mieszaniny metanowo-powietrznej w sieci, modelowania zrobów i przepływu powietrza z metanem przez zroby, modelowania ogniska pożaru i przepływu gorących gazów pożarowych w sieci wyrobisk kopalni. W zależności od dostępności informacji w literaturze światowej przedstawiono również opis możliwości obliczeniowych stosowanych w nauce i przemyśle górniczym programów komputerowych.

EN

Polish solutions regarding the prediction of the state of mixture of air and inflowing gases (methane, fire gases) in the mine are original ones and are applied not only in Poland but also abroad, in the mining industries of such countries as the USA, Australia, Canada and the Czech Republic. The expression of this fact are publications in the world literature [24, 41, 53], where can be found the application of current Polish solutions with respect to the prediction of propagation of air and fire gases. The present computer technique aids the work of the ventilation engineer and mine dispatcher [11, 17, 38, 40, 43, 44]. In order to acquaint the ventilation engineers of mines with the currently existing computer simulation programmes for the prediction of the state of the mine ventilation network, in the present article were presented the applied mathematical models in the most known ventilation programmes developed in Poland and in the world along with an extended list of literature items. The most important elements of the computer programme for calculation and simulation of the ventilation process are mathematical models used for the description of movement of air and harmful gases in the network and algorithms implementing these models in the discussed simulation programmes. Attention was drawn to problems of modelling of the ventilation network structure, description of air movement in network elements, methane inflow and propagation of the methane-air mixture in the network, modelling of gobs and flow of air with methane through gobs, modelling of fire focus and flow of hot fire gases in the mine workings network. According to the accessibility of information in the world literature, also the description of calculation possibilities of computer programmes used in science and in the mining industry was presented.

12

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.

13

Node method for solving the mine ventilation networks

Krach A.

Archives of Mining Sciences

|

2011

|

Vol. 56, no 4

601-620

EN

This study presents a method for solving the mine ventilation networks based on Kirchhoff's first law, i.e. based on balances of air mass flows through network nodes (1). A dependence relating the pressure at nodes placed at the beginning and the end of ventilation branch to the volumetric flow of air through the branch (10, 16) and air mass flow (17, 26) is provided. Moreover, the formula for aerodynamic resistance of ventilation branch as a function of volumetric flow has been transformed to a function of mass flow (27). Derived dependence of air mass flow in ventilation branch on difference between static pressures at its ends (34) allows for formulation of the system of nonlinear node equations, given by relationship (36). In order to facilitate the solution of such system of equations by means of the Newton's method (39), it was necessary to modify the relationships between the pressure difference between the branch's ends and air mass flow given by function (34), since the limit of derivative (44) of this function equals infinity when the pressure difference […] approaches 0. To this end an additional function G[…] was introduced, which relates the air mass flow in the branch to the pressure difference ?P in the case of Reynold's numbers below a certain critical value. It was assumed, that for the value of Reynold's number above 3000 the flow is considered to be turbulent and dependence (34) holds true, while in the case of lower values of Reynold's number, the flow becomes to be of laminar character and is approximated by function (70), which satisfies conditions (45), (46) and (47) ensuring continuity of this function's derivative in point zero. It enabled the suitability of Newton's method to be employed in order to solve the system of node equations (75). Newton's method leads to a system of linear equations which in the presented computational example was solved by means of Jacobi method (77) with convergence control and the method of square root in the case of non-convergence of Jacobi method. A simple ventilation network, shown in fig. 3 was used in exemplary calculation. Calculations were performed for situation in which the constant air density was assumed as well as for situation with pressure-dependent air density. Results of calculations are provided in tables 3 and 4. The node method for solving the mine ventilation networks does not require the algorithm of fundamental loops (independent meshes) as well as any procedures of calculation of node pressures based on branch pressure differences to be performed, what makes the calculation considerably simpler. Moreover, in node method the absolute pressures at individual nodes are calculated, and subsequently, based on their differences, the air mass flows in branches connecting these nodes are easily calculated. The method presented in this study may find its particular application when calculating air flows in goaf, if the goaf area is modelled by means of regular network of branches.

PL

W artykule przedstawiono metodę rozwiązywania kopalnianych sieci wentylacyjnych bazującą na pierwszym prawie Kirhoffa, czyli na bilansach strumieni masy powietrza w węzłach sieci (1). Podano zależność wiążącą ciśnienia w węzłach na początku i na końcu bocznicy wentylacyjnej z płynącym w bocznicy strumieniem objętości powietrza (10), (16)) i strumieniem masy powietrza (17), (26). Podano również wzór do przeliczania oporu aerodynamicznego bocznicy wentylacyjnej dla strumienia objętości na opór aerodynamiczny dla strumienia masy (27). Wyprowadzona zależność strumienia masy powietrza w bocznicy od różnicy ciśnień statycznych na jej końcach (34) pozwala na zapisanie układu nieliniowych równań węzłowych, danych zależnością (36). Aby umożliwić rozwiązanie tego układu równań metodą Newtona (39) konieczne było zmodyfikowanie zależności pomiędzy różnicą ciśnień na końcach bocznicy a strumieniem masy powietrza danej funkcją (34), ponieważ pochodna (44) tej funkcji ma granicę w nieskończoności gdy różnica ciśnień […] dąży do 0. W tym celu wprowadzono dodatkową funkcję G[…], wiążącą strumień masy powietrza w bocznicy z różnicą ciśnień […] dla liczb Reynoldsa mniejszych od pewnej wartości krytycznej. Przyjęto, że dla liczby Reynoldsa większej od 3000 jest przepływ turbulentny i obowiązuje zależność (34), a dla mniejszych liczb Reynoldsa przepływ przyjmuje postać laminarną i jest przybliżony funkcją (70), spełniającą warunki (45), 46) i (47) zapewniające ciągłość pochodnej tej funkcji w zerze. Pozwala to na zastosowanie metody Newtona do rozwiązania układu równań węzłowych (75). Metoda Newtona prowadzi do układu równań liniowych, które w przykładzie obliczeniowym rozwiązano metodą Jacobiego (77) z kontrolą zbieżności i metodą pierwiastka kwadratowego w przypadku rozbieżności metody Jacobiego. Do przykładowych obliczeń przyjęto prostą sieć wentylacyjną, pokazaną na Rys. 3. Obliczenia wykonano dla przypadku stałej gęstości powietrza i dla przypadku gęstości powietrza zależnej od ciśnienia. Wyniki obliczeń podano w tabelach 3 i 4. Metoda węzłowa rozwiązywania kopalnianych sieci wentylacyjnych nie wymaga procedury tworzenia obwodów podstawowych sieci (oczek niezależnych) i procedury obliczania ciśnień węzłowych z bocznicowych różnic ciśnień, co upraszcza obliczenia. Ponadto w metodzie węzłowej obliczane są ciśnienia absolutne w węzłach, a następnie z ich różnic w prosty sposób oblicza się strumienie masy powietrza w bocznicach łączących te węzły. Przedstawiona tu metoda może znaleźć zastosowanie zwłaszcza przy obliczaniu przepływów w zrobach, które modelowane są za pomocą regularnej siatki bocznic.

14

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).

15

O możliwości odwracania się kierunków przepływu powietrza w sieciach (podsieciach) elementarnych jednoprzekątnych

Pach G.

Górnictwo i Geologia

|

2009

|

T. 4, z. 3

87-92

PL

W niniejszym referacie poruszony został problem zmiany kierunku przepływu powietrza w bocznicy przekątnej. Przeanalizowano dwie sieci wentylacyjne o identycznej strukturze, różniące się oporami bocznic w nich występujących. Stwierdzono, że zmiany wydatków powietrza powstałe z powodu zmiany oporu tej samej bocznicy są różne dla obu sieci.

EN

In this paper, a problem of change direction of airflow in diagonal branch has been presented. In the article two ventilation networks with the same structures and with different resistances of branches has been analysed. The changes of air volume flow received from the identical changes of branch resistances are different for both networks.

16

Charakterystyki zastępcze otoczeń sieci oddziałów wydobywczych w kopalnianej sieci wentylacyjnej

Kolarczyk M., Oleksy M., Pach G.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 270

265-276

PL

W artykule przypomniano wyniki wcześniejszych badań charakterystyk zastępczych otoczeń podsieci oddziałów wydobywczych, których fragmenty wyznaczone zostały w trakcie pomiarów w kopalniach. Uzyskanie pełnego przebiegu takich charakterystyk możliwe jest poprzez obliczenia komputerowe kopalnianych sieci wentylacyjnych. Zastosowanie tej metody pozwoliło na dalsze uściślenie informacji dotyczących właściwości charakterystyk otoczeń. Podano 17 nowych przykładów ich przebiegu oraz wyniki aproksymacji linią prostą i parabolą. Zwrócono uwagę na znaczenie nachylenia charakterystyki otoczenia podsieci oddziałowej.

EN

Results of earlier research in the characteristics of surrounding sub-networks for mining departments in ventilation networks were reminded in this paper. Some fragments were specified during underground measurement. Complete characteristics can be obtained by computer calculations of ventilation networks of collieries. Further specification of information concerned with surrounding characteristics was possible owing to application of this method. Seventeen new examples and their linear and parabolic approximations were given. Meaning of inclination of characteristics of surrounding sub-networks were also emphasized.

17

Opracowanie podstaw schematu temperaturowego kopalnianej sieci wentylacyjnej i jego zastosowanie do oceny i zwalczania zagrożenia klimatycznego w kopalni głębokiej

Knechtel J.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2005

|

nr 1

17-31

PL

W artykule przedstawiono sposób sporządzania schematu temperaturowego kopalnianej sieci wentylacyjnej. Schemat ten jest podobny do schematu potencjalnego. Jednak w odróżnieniu od schematu potencjalnego rodzaj linii łączących punkty o określonych wartościach temperatury (potencjału ruchu ciepła) zależy od długości odpowiadających im wyrobisk. Ponadto, na trasie bocznicy zaznaczono źródła ciepła (kolorem czerwonym) oraz zimna (kolorem niebieskim). Kształty znaków źródeł ciepła i zimna oznaczają zakres mocy danego źródła. Każda linia ma kolor przypisany określonemu zakresowi strumienia objętości powietrza. Analiza schematu pozwala na ustalenie przyczyn występowania wysokiej temperatury powietrza i podjęcie środków umożliwiających zmniejszenie zagrożenia klimatycznego. Tak opracowany schemat temperaturowy dotyczy zarówno istniejącego stanu sieci, jak i stanów prognozowanych.

EN

The premises of temperature diagram of mine ventilation network are discussed. The temperature diagram is basically similar to 1he known potential diagram of ventilation network, but here the thickness and pattern of diagram lines connecting nodes of determined values of air temperature (so called heat movement potential) are proportional to the actual lengths of workings they represent and their color is related to the quantitative range of their airflow. Along the diagram lines round symbols are placed, namely: the red ones of different size representing heat sources of adequate power acting between nodes, as well as similar blue symbols representing cooling devices. When analyzing such diagram, one can easily detect the causes of high air temperature occurrence, which can simplify selection of adequate countermeasures in relation to heat hazard Temperature diagrams can be an useful tool both for existing as well as for planned ventilation systems.

18

Metoda wyznaczania naturalnego rozpływu powietrza w quasi-zależnych oczkach aktywnej sieci wentylacyjnej

Madeja-Struminska B., Strumiński A.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2004

|

Vol. 106, nr 30

151-161

PL

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania naturalnego rozpływu powietrza w wewnętrznych oczkach aktywnych sieci wentylacyjnych w warunkach skrępowanych. Obliczenie przeprowadza się w dwóch etapach. W etapie I sieć wentylacyjną traktuje się jako pasywną. W oparciu o wyznaczone strumienie objętości powietrza w etapie I prognozuje się temperaturę powietrza kopalnianego metodą opartą o średnie gęstości strumieni ciepła wnikającego do powietrza kopalnianego. Z kolei oblicza się termiczną temperaturę wirtualną, stopień zwilżenia powietrza oraz jego gęstość, a także wartości ciągów naturalnych w poszczególnych bocznicach sieci wentylacyjnej. Metodą iteracyjną ustala się taki rozpływ powietrza w quasi-zależnych oczkach sieci, przy którym spełniają się z określoną a priori dokładnością prawa dla wszystkich rozważanych oczek sieci wentylacyjnej.

EN

The paper presents method of determination of natural air flow in the inside meshes of the active ventilation network for the restricted conditions. The calculation is performed in two stages. During the first stage ventilation network is treated as a passive one. On the basis the air volume streams calculated during the first stage the mine air temperature is predicted using the method based on average density of air streams entering the mine air. Then the thermal, virtual temperature, degree of air humidity, its density as well as values of natural draught are calculated. Using interactive technique, the air flow in the quasi-dependent meshes of the network which meets, with a priori specified accuracy, rules for all considered meshes of the ventilation network, is determined.

19

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.

20

Optymalny rozpływ powietrza w sieci wentylacyjnej warunkiem zmniejszenia kosztów przewietrzania kopalni.

Turkiewicz W.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 12

595-601

PL

Przedstawiono korzyści wynikające z optymalizacji rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej jednej z kopalń rud miedzi. Korzystając z obliczeń symulacyjnych przeprowadzono regulację rozpływu powietrza, która jest optymalna ze względu na wielkość zużywanej energii elektrycznej, a w konsekwencji optymalna pod względem wpływu energetycznego czynnika na koszt przewietrzania wyrobisk górniczych. Przy regulacji rozpływu powietrza wykorzystano ujemne regulatory rozpływu. Dla zapewnienia właściwej intensywności przewietrzania robót górniczych eksploatacyjnych i korytarzowych, przyjęto regulację rozpływu powietrza, zapewniającą najmniejsze zużycie energii elektrycznej, przez zabudowane w określonych bocznicach wentylacyjnych wentylatory podziemne.

EN

The advantages of optimisation of air distribution in the ventilation system of a copper mine are presented. Based on simulated calculations the regulation of air distribution was performed. This regulation is optimal with respect to electricity consumption and, as a consequence, optimizes the influence of energetic factor on the cost of ventilating excavations. The negative airflow regulators were used to control air distribution. In order to ensure proper ventilation intensity in excavations and dog headings, such regulation of air flow was adopted which ensures the lowest level of energy consumption by installing underground fans in the specific ventilation side branches.