Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Obliczenia inżynierskie w wentylacji kopalnianej

100%

Szywacz J.

|

2003

|

tom nr 3-4

30-39

PL

Problematyka artykułu dotyczy obliczeń inżynierskich w wentylacji kopalnianej, a w szczególności prac projektowo-obliczeniowych wykonywanych w działach wentylacji kopalń. Artykuł zawiera zagadnienia projektowania lutniowej wentylacji odrębnej i wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych. Przedstawione w artykule metody projektowania wentylacji odrębnej pozwalają na opracowanie projektów instalacji lutniowych złożonych ze stosowanych na kopalniach wentylatorów lub ich układów oraz lutni. Wykorzystano ustalenia i metody obliczeń zawarte w zasadach przewietrzania odrębnego w kopalniach. Do obliczeń lutniociągów wykorzystano metody opracowane w Głównym Instytucie Górnictwa. Po wprowadzeniu danych charakteryzujących wyrobisko i lutniociąg, wymagań dotyczących minimalnych wartości parametrów przewietrzania wyrobiska oraz parametrów pracy wentylatora lutniowego, a także danych o stosowanej profilaktyce gazowej i urządzeniach elektrycznych, wyznacza się parametry instalacji lutniowej. Są to m.in. sprawność i opór lutniociągu oraz niezbędna ilość powietrza ze względu na zagrożenia gazowe i klimatyczne. Na tej podstawie dobiera się także wentylator lub układ wentylatorów i określa punkt pracy. Godnym podkreślenia jest możliwość obliczeń instalacji lutniowej złożonej z lutniociągów rozgałęzionych. Książka wczesnego wykrywania pożarów umożliwia prowadzenie dokumentacji pomiarów wentylacyjnych, dotyczącej prób powietrza pobieranych w stacjach pomiarowych na dole kopalni do analiz chemicznych, a w szczególności do kontroli składu gazów w stacjach pomiarowych w obiegowym prądzie powietrza oraz przy zrobach i na tamach izolacyjnych, wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych oraz kontroli pól pożarowych. Dla danych pomiarowych wyznaczane są wskaźniki pożarowe Grahama G, przyrostu tlenku węgla ?CO i ilości tlenku węgla QCO dla oceny zagrożenia pożarowego oraz trójkąt wybuchowości (z wykresem) dla oceny stopnia wybuchowości gazów pożarowych. Na podstawie przedstawionych w artykule metod projektowania wentylacji odrębnej i zasad wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych opracowano w Centrum EMAG programy: PWO - projektowanie przewietrzania odrębnego wyrobisk dołowych oraz WWP - książka wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych.

EN

The article deals with engineering calculation in mine ventilation divisions. The article covers the questions of designing separate air duct and early fire detection of endogenous fire. Presented in this article, the methods for separate ventilation design provide to make the projects of installation composed of fans used at mines or their arrangements and air dusts. The conditions and calculating methods included in the rules of mine separate aeration have been used. To calculate air ducts the methods developed at Mine Mining Institute have been applied. The parameters of air duct installation are determined after introducing the data that characterise working and air duct, required minimal values of ventilation parameters at working, parameters of ventilation pipe operation and also the data on gas prevention and electrical equipment. The air duct installation parameters are ,among others, efficiency and resistance of air duct and necessary air quantity regarding gas and environmental hazards. Basing on this, also a fan or a set of fans are chosen and a working point is determined. The possibility to make calculation of air duct installation consisted of branched ventilation pipes is worth to be emphasised The book of early fire detection provides to document ventilation measurements concerning air sampling for chemical analysis at underground measuring stations, in par-ticular for checking gas constitution in circulating air current at the measuring stations and abandoned workings and insulating stoppages, and for early en dogenous fire detection and fire field checking. For measuring data, the following are defined: Graham G fire indicators, increase in carbon monoxide delta CO and carbon monoxide quantity Q CO for estimation of fire hazard and explosiveness triangle (with diagram) for estimation of the degree of fire gases explosiveness. Basing on the presented here the design methods of separate ventilation and rules of early endogenous fire detection – EMAG Centre has developed the following programmes: PWO – designing of separate venti-lation of underground workings, WWP – book of early endogenous fire detection.

2

Numerical analysis of time series of the mine air parameters

63%

Szywacz J. , Wasilewski S.

|

tom Vol. 48, nr 4

445-479

EN

Implemented in coal mines, the systems for monitoring and control of gas hazards and ventilation performance provide a great number of data onto the surface. The purpose of those systems is current control maintained by the mine's dispatch service in relation to the mine atmosphere, and in particular in the aspects of potential methane and fire hazards. As the test had proved (Dziurzyński, Wasilewski 1999), such data may be also applied for both the analyses and prophylactic-preventive measures carried out by ventilation services in mines. This paper presents is the analysis of time series of signals from measurement of the mine air, registered in systems for monitoring and control of ventilation. Observation of the signals representing physical-chemical parameters of the mine air (pressure, air flow velocity or gases CH4, CO, and smoke concentration) prove that the above are subjected to disturbances of random amplitude and duration. Reliability and effectiveness of the analyses being carried out require both the information on properties of physical-chemical parameters of mine air and identification of the signals' frequency/time structure. Occurrence of the random disturbances in ventilation process and insufficient knowledge of the venue structure bring about a necessity of the statistic methods of identification to be applied in practice. A significant advantage of the statistic methods of processes identification (Mańczak 1971) may be the fact that their application docs not require experiments, but is based on data registered in conditions of the venue's regular operation. These are just the most appropriate methods that enable to evaluate characteristics of the objects subjected to non-measurable random disturbances. For this purpose a numerical analysis of measuring data, based on the correlation-spectral theory of stationary stochastic processes is proposed. The air physical-chemical parameters are the continuous realisation of the stochastic process observed only at discrete moment in time, because in computerised monitoring systems they are subjected to sampling with a fixed frequency, giving a sequence of real numbers that form a time series. As a result of the numerical analysis of a stochastic process the characteristics of signals (Bendat, Piersol 1976; Otnes, Enochson 1978) with regards to amplitude (statistical analysis), time (correlative analysis) and frequency (spectral analysis) were determined. In the correlative-spectral analysis of time series the calculation algorithms based on the discrete Fourier transform are applied. Independently of individual signals testing, the paper presents the results of testing of inter-dependencies between signals registered at various points of the mine workings network. So obtained information may be applied to the multi-aspect identification of the network parameters, with the use of signals correlation. The numerical analysis of time series in a complex network may be also used (Wasilewski 1998) for evaluation and balance of gases being released during of exploitation work, e.g. shooting, or gas-dynamic phenomena caused by rapid outflow of methane due to bump, methane breakout or explosion (Report of the Commission WUG, 2002).

PL

Zainstalowane w kopalniach systemy monitorowania i kontroli zagrożeń gazowych i stanu wentylacji dostarczają na powierzchnię dużą liczbę danych. Celem tych systemów jest doraźna kontrola przez dyspozytorów kopalń stanu atmosfery kopalnianej, szczególnie pod kątem zagrożeń metanowych i pożarowych. Doświadczenia pokazują (Dziurzyński, Wasilewski 1999), że dane te mogą być również wykorzystywane przez służby wentylacji kopalń do analiz i działań profilaktyczno-prewencyjnych. W artykule przedstawiono analizę szeregów czasowych sygnałów pomiarowych parametrów powietrza kopalnianego rejestrowanych w systemach monitorowania i kontroli wentylacji. Obserwacja sygnałów reprezentujących parametry fizyczno-chemiczne powietrza kopalnianego (ciśnienie, prędkość powietrza czy stężenie gazów CH4, CO, oraz dymu) pokazują, że podlegają one silnym zakłóceniom o przypadkowej amplitudzie oraz czasie trwania. Wiarygodność i skuteczność wykonywanych analiz wymaga zarówno informacji o właściwościach parametrów fizyczno-chemicznych powietrza kopalnianego, jak i znajomości struktury częstotliwościowo-czasowej sygnałów. Występowanie przypadkowych zakłóceń w procesie wentylacji oraz niedokładna znajomość struktury obiektu powodują konieczność stosowania w praktyce statystycznych metod identyfikacji. Istotną zaletą statystycznych metod identyfikacji procesów (Mańczak 1971) jest fakt, że nic wymagają one dodatkowych eksperymentów, ale wykorzystują dane rejestrowane w warunkach normalnej eksploatacji. Właśnie te metody pozwalają na ocenę właściwości obiektów poddawanych niemierzalnym zakłóceniom przypadkowym. W tym celu proponuje się analizę numeryczną danych pomiarowych opartą na teorii korelacyjno--widmowej stacjonarnych procesów stochastycznych. Parametry fizyczno-chemiczne powietrza są ciągłymi realizacjami procesu stochastycznego obserwowanymi tylko w dyskretnych chwilach czasu, ponieważ w komputerowych systemach monitorowania podlegają próbkowaniu z ustaloną częstotliwością, dając ciąg liczb rzeczywistych stanowiących szereg czasowy. W wyniku analizy numerycznej procesu stochastycznego wyznacza się zdeterminowane charakterystyki sygnałów (Bendat, Piersol 1976; Otnes, Enochson 1978) w dziedzinie amplitudy (analiza statystyczna), czasu (analiza korelacyjna) oraz częstotliwości (analiza widmowa). W analizie korclacyjno-widmowej szeregów czasowych wykorzystuje się algorytmy obliczeniowe oparte na dyskretnym przekształceniu Fouriera. W artykule niezależnie od badania pojedynczych sygnałów dokonano również badania zależności wzajemnych sygnałów rejestrowanych w różnych punktach sieci wyrobisk kopalnianych, które mogą być szeroko wykorzystywane do identyfikacji parametrów sieci z wykorzystaniem korelacji wzajemnej sygnałów. Analiza numeryczna szeregów czasowych w złożonej sieci może być również wykorzystywana (Wasilewski 1998) do oceny i bilansu gazów wydzielających się w czasie prowadzenia robót eksploatacyjnych, np. strzelania czy zjawisk gazodynamicznych wywołanych nagłym wypływem metanu w wyniku tąpnięcia, wyrzutu czy wybuchu metanu (Sprawozdanie Komisji WUG, 2002).

3

Monitorowanie potencjałów aerodynamicznych w wyrobiskach kopalń

63%

Szywacz J. , Wasilewski S.

|

tom nr 16

25-38

PL

W referacie omówiono system monitorowania potencjałów aerodynamicznych w wyrobiskach kopalń głębinowych. W systemie w odróżnieniu od dotychczas stosowanego sposobu kontroli potencjałów, opartego o pomiary ręczne przyjęto ciągły sposób określania potencjałów w wybranych punktach sieci wentylacyjnej kopalni z wykorzystaniem stacjonarnych czujników parametrów powietrza. W tym celu opracowano nowe czujniki parametrów powietrza do współpracy z systemem SMP umożliwiające pomiar ciśnienia (z dużą dokładnością), wilgotności i temperatury powietrza. W obliczeniach potencjałów aerodynamicznych wykorzystuje się metodę Bystronia. Odmienny sposób prowadzenia pomiarów w systemie, w stosunku do stosowanych od lat procedur pomiarów ręcznych, wymagał opracowania sposobu przetwarzania ciągłych pomiarów parametrów powietrza, a w szczególności algorytmów filtracji ciśnień, temperatur i wilgotności. System znajduje się w fazie weryfikacji oraz badań eksploatacyjnych w kopalni.

EN

Monitoring system of the aerodynamic potentials in the underground mine workings is presented in the paper. In the system as opposed from the previous method of the potentials control based on the manual measurements, the continuous manner is used to measure the potentials in the selected points of the mine ventilation network using stationary sensors of the air parameters. To this end new sensors for the air parameters were developed, co-operating with SMP system enabling air pressure (very accurate), temperature and humidity measurements. In calculating of the aerodynamic potentials Bystroń method is used. The new system of the measurements needed the method of results processing, especially algorithms of pressure, temperature and humidity filtration. The system is the phase of verification and mine tests.