Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Fast evaluation of the coalbed methane content of coal viewed as an element leading to improvement in exploitation conditions

100%

Skoczylas N.

|

tom T. 32, z. 2

153--174

EN

Methane, as a co-occurring compound, can be found in the majority of coal basins all over the world. The knowledge of methane content is a basic piece of information used in balancing and describing a given coal seam, in conducting safe exploitation – with methane hazards and methane and rock outburst hazards in mind – as well as in less common procedures, such as coal seam fracturing and methane extraction, or storing carbon dioxide in off-balance coal seams. The author of the present paper outlines a thoroughly modified desorbometric method used to analyze the coal-methane system. The research object, in underground conditions, is the full process of releasing methane from coal, which makes it possible to determine gas losses, the desorbable methane content, and the effective diffusion coefficient. This type of research can be conducted in less than 24 hours due to the reduction of the grain fraction of the analyzed bore dust. The thorough research in underground conditions was preceded by a model analysis of the simultaneous impact of the desorbable methane content in coal and the effective diffusion coefficient upon the value of the desorption indensity index. The influence of a grain fraction on the kinetics of methane release from coal was described, and the 0.20–0.25 [mm] grain fraction was selected. The choice of this particular fraction made it possible to register the full process of methane release from coal, in the assumed time. […]

PL

Metan jako kopalina towarzysząca występuje w większości zagłębi węglowych na świecie. Wiedza o zawartości metanu w węglu jest podstawową informacją wykorzystywaną do bilansowania i opisywania złoża, prowadzenia bezpiecznej eksploatacji węgla w obliczu zagrożeń metanowych oraz wyrzutami metanu i skał, czy też rzadszych działań, jak próby szczelinowania pokładu i pozyskiwania metanu, bądź składowania CO2 w pokładach pozabilansowych. Autor przedstawia głęboko zmodyfikowaną metodę desorbometryczną wykorzystaną do analizy układu węgiel–metan. Badaniu w warunkach kopalnianych podlega pełen proces uwalniania metanu z węgla, co pozwala na określenie strat gazu, desobowalnej zawartości metanu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji. Możliwość przeprowadzenia tego typu badań w czasie poniżej 24 godzin daje obniżenie klasy ziarnowej analizowanych zwiercin. Obszerne badania kopalniane poprzedzone zostały analizą modelową dotyczącą jednoczesnego wpływu desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji na wartość wskaźnika intensywności desorpcji. Opisany został wpływ klasy ziarnowej na kinetykę emisji metanu z węgla oraz dokonany został wybór klasy ziarnowej 0,20–0,25 mm, której zastosowanie pozwoliło na rejestrację pełnej emisji metanu z węgla w zakładanym czasie. [...]

2

Estimating gas and rock outburst risk on the basis of knowledge and experience – the expert system based on fuzzy logic

100%

Skoczylas N.

|

tom Vol. 59, no. 1

41--52

EN

The Author endeavored to consult some of the Polish experts who deal with assessing and preventing outburst hazards as to their knowledge and experience. On the basis of this knowledge, an expert system, based on fuzzy logic, was created. The system allows automatic assessment of outburst hazard. The work was completed in two stages. The first stage involved researching relevant sources and rules concerning outburst hazard, and, subsequently, determining a number of parameters measured or observed in the mining industry that are potentially connected with the outburst phenomenon and can be useful when estimating outburst hazard. Then, the Author contacted selected experts who are actively involved in preventing outburst hazard, both in the industry and science field. The experts were anonymously surveyed, which made it possible to select the parameters which are the most essential in assessing outburst hazard. The second stage involved gaining knowledge from the experts by means of a questionnaire-interview. Subjective opinions on estimating outburst hazard on the basis of the parameters selected during the first stage were then systematized using the structures typical of the expert system based on fuzzy logic.

PL

Autor współpracował z polskimi ekspertami związanymi z badaniami i zwalczaniem zagrożenia wyrzutowego. W wyniku współpracy pozyskał ich wiedzę i doświadczenie, na bazie której stworzył system ekspercki, oparty na logice rozmytej. System umożliwia automatyczną ocenę zagrożenia wyrzutowego. Prace przebiegały w dwóch etapach. Pierwszy etap polegał na określeniu istotnych parametrów mierzonych, bądź obserwowanych w górnictwie, które mają silny związek ze stanem zagrożenia wyrzutowego. Następnie wybrana grupa ekspertów dokonała oceny stanu zagrożenia wyrzutowego, bazując na parametrach które w pierwszym etapie uznane zostały za najistotniejsze. Pozwoliło to zbudować system ekspercki na bazie logiki rozmytej, który określa stan zagrożenia wyrzutowego w zależności od bieżącej wartości analizowanych parametrów.

3

Koncepcja wspomagania analizy ryzyka za pomocą logiki rozmytej na przykładzie zagrożenia wyrzutowego w kopalni węgla kamiennego

100%

Skoczylas N.

|

tom R. 32, z. 1

321-328

PL

Praca zawiera propozycje wykorzystania logiki rozmytej w zagadnieniach związanych z bezpieczeństwem prac w górnictwie. W obszarze tym występują w dalszym ciągu problemy, których opisanie w sposób tradycyjny z wykorzystaniem zależności matematycznych wydaje się w najbliższym czasie niemożliwe. Warto więc pokusić się o próbę zastosowania innych technik opisu zjawisk i procesów, jak na przykład logika rozmyta. Autor w pracy przedstawia przykładowo stworzony system ekspercki na bazie logiki rozmytej. Pozwala on na szacowanie ryzyka wystąpienia wyrzutu gazu i skał w zależności od wartości wskaźnika desorpcji i zwięzłości węgla. Zademonstrowane zostało działanie zaproponowanego systemu na przykładzie analizy ryzyka zaistnienia wyrzutu dla chodnika H4 409/3 w KWK "Zofiówka" oraz chodnika H6 409/3 w KWK "Zofiówka".

EN

The work contains suggestions about the use of fuzzy logic in the issues connected with the safety of works in mining. There are still problems in this area. Description of these problems in a traditional manner with the use of mathematical correlation seems impossible in the nearest future. It is, therefore, worth applying different techniques of the phenomena and processes description, such as fuzzy logic. The author presents an expert system created on the base of fuzzy logic. It allows to estimate the risk of appearance of gas and coal outburst depending on the gas emission index and index of firmness. Functioning of the system was demonstrated giving the example of the analysis of the risk of gas and coal outburst appearance for the H4 409/3 gate in "Zofiówka" mine as well as H6 409/3 gate in "Zofiówka" mine.

4

Coal seam methane pressure as a parameter determining the level of the outburst risk – laboratory and in situ research

100%

Skoczylas N.

|

tom Vol. 57, no. 4

861--869

EN

Scarcity of research focusing on the evaluation of the coal seam methane pressure as a parameter determining the outburst risk makes it difficult to assess the value for which the level of this risk increases considerably. It is obvious that, apart from the gas factor, the evaluation of the threat should also take into account the strength factor. The research presented in this paper attempted at estimating the level of the outburst risk on the basis of the coal seam methane pressure value and firmness of coal. In this work, the author seeks to present both the relevant laboratory research and the measurements carried out in mines.

PL

Z powodu niewielkiej ilości badań skupiających się na ocenie ciśnienia gazu jako parametru oceny zagrożenia wyrzutowego, trudno także wskazać przy jakiej wartości tego parametru następuje znaczny wzrost stanu zagrożenia. Oczywistym jest, że ocena stanu zagrożenia, prócz czynnika gazowego powinna uwzględniać także czynnik wytrzymałościowy. W badaniach przedstawionych w niniejszej pracy podjęta została próba oceny stanu zagrożenia wyrzutowego w oparciu o wartość ciśnienia metanu oraz zwięzłość węgla. Praca stanowi próbę kompilacji badań laboratoryjnych i pomiarów kopalnianych.

5

Powtarzalność wyznaczania izoterm sorpcji gazu na różnych aparaturach badawczych przy wielokrotnych cyklach pomiaru

63%

Kudasik M. , Skoczylas N.

|

tom Vol. 16, no. 1-2

109--117

PL

Praca zawiera opis dwóch metod wyznaczania parametrów izoterm sorpcji z wykorzystaniem komercyjnej wagi sorpcyjnej IGA-001 oraz autorskiego urządzenia wolumetrycznego – sorpcjomatu manometrycznego. Na urządzeniach tych wyznaczono, niezależnie, izotermy sorpcji dla trzech ziarnistych próbek węgla, trzykrotnie badania powtarzając. Pozwoliło to na przeprowadzenie analiz powtarzalności wyników i ich porównywalności dla różniących się metod. Przeprowadzone badania wykazały dużą zbieżność wyników generowanych przez urządzenia oraz powtarzalność rezultatów przy kolejnych cyklach pomiaru.

EN

The study summarises two methods of obtaining the sorption isotherms using a commercially available sorption balance IGA-001 and a manometric sorption meter - a volumetric device engineered by the author. Sorption isotherms were obtained independently by the two methods, using three grainy coal samples. The measurement procedure was repeated three times to verify the repeatability of test results and to check how they compare. Measurement data show a high degree of correspondence between the results obtained by the two methods and results are found to be repeatable in subsequent measurement cycles.

6

Evaluation and management of the gas and rock outburst hazard in the light of international legal regulations

63%

Skoczylas N. , Wierzbicki M.

|

tom Vol. 59, no. 4

1119--1129

EN

As part of the present article, the Authors analyzed relevant legal rules that are in force in countries where the gas and coal outburst hazard occurs (Australia, the Czech Republic, China, Germany, Poland, Russia, and Ukraine). Similarities and differences between particular solutions were highlighted. As the subject of the analysis were the original legal standards, the article incorporates the parameter symbols and units adopted in the discussed regulations.

PL

W ramach niniejszej pracy poddano analizie obowiązujące rozwiązania prawne z krajów, gdzie występuje zagrożenie wyrzutami gazu i węgla (Australia, Czechy, Chiny, Niemcy, Polska, Rosja, Ukraina). Zwrócono uwagę na podobieństwa i różnice w poszczególnych rozwiązaniach. Ze względu na analizę oryginalnych rozwiązań legislacyjnych w opracowaniu pozostawione zostały stosowane w odpowiednich przepisach oznaczenia parametrów oraz ich jednostki. Istnieje duże podobieństwo w obrębie przepisów w krajach europejskich. Podobieństwo to dotyczy zarówno ogólnej koncepcji przepisów, w których dąży się do maksymalnego sformalizowania nakładanych wymogów, łącznie ze wskazaniem konkretnych parametrów górniczych oraz ich wartości kryterialnych, na bazie których klasyfikowane są pokłady węglowe, bądź ich części, do poszczególnych klas zagrożenia wyrzutowego. Podobne podejście w ustawodawstwie w zakresie bezpieczeństwa w górnictwie reprezentują Chiny. W całkowitej opozycji do przepisów europejskich i chińskich znajdują się przepisy amerykańskie i australijskie. W przepisach tych wyraźnie zaakcentowany jest fakt, iż charakter ryzyka wyrzutowego jest bardzo lokalny, więc trudno go uogólniać nie tylko między kopalniami, ale również w poszczególnych wyrobiskach. Jedno, niezmienne podejście do zarządzania ryzykiem, zgodnie z przepisami australijskimi, jest więc niewłaściwe. Przepisy te nie podają szczegółowego opisu, w jaki sposób prowadzić zarządzanie ryzykiem wyrzutu, ale dają natomiast zarys tego, jakie elementy muszą być uwzględnione w rozwoju zarządzaniu ryzykiem. Kategoryzacja zagrożenia wyrzutowego w krajach europejskich i w Chinach ma wiele cech wspólnych. Ustalane są najczęściej dwie, lub trzy kategorie zagrożenia. Często incydenty wyrzutów, bądź poważnych symptomów mogących świadczyć o zagrożeniu są podstawą do zaliczenia pokładu do najwyższej kategorii zagrożenia. Dominującym parametrem w podstawowej ocenie zagrożenia wyrzutowego jest zawartość metanu w pokładzie węgla. Występuje ona w aktach prawnych wszystkich krajów, które narzucają konkretne sposoby określana stanu zagrożenia, jedynie przepisy chińskie nie obligują do badań zawartości gazu w węglu. W przepisach chińskich pojawia się pomiar ciśnienia gazu.

7

The outburst risk as a function of the methane capacity and firmness of a coal seam

63%

Wierzbicki M. , Skoczylas N.

|

tom Vol. 59, no. 4

1023--1031

EN

In most coal basins that are currently being exploited, gas and rock outbursts pose a considerable safety threat. The risk of their occurrence is frequently assessed by means of a parameter known as the methane capacity of coal. In a lot of countries, the evaluation of the mechanical properties of coal is conducted by means of another parameter: the firmness of coal. Due to the laboratory investigations and in situ observations carried out by the authors of this paper, it was possible to determine a function space in which the outburst risk can be described as a function of the methane capacity and firmness of a coal seam. This, in turn, made it possible to link the „gas factor” to the „mechanical factor”, and thus provide a more comprehensive risk analysis.

PL

Wyrzuty gazów i skał stanowią duże zagrożenie w większości obecnie eksploatowanych zagłębi węglowych. Bardzo często wykorzystywanym parametrem oceny stanu zagrożenia wyrzutowego jest zawartość metanu w węglu. W wielu krajach do oceny mechanicznych parametrów węgla wykorzystuje się zwięzłość. Autorzy przeprowadzili badania laboratoryjne polegające na prowokacjach wyrzutów w skali laboratoryjnej. Jako materiał badawczy wykorzystane zostały brykiety węglowe. W trakcie badań wstępnych ustalona została zależność pomiędzy porowatością brykietów, a ich zwięzłością f oraz pomiędzy ciśnieniem nasycania metanem, a wskaźnikiem intensywności desorpcji dP. Pozwoliło to na przygotowywanie eksperymentów o kontrolowanych parametrach gazowych (wskaźnik intensywności desorpcji) oraz wytrzymałościowych (zwięzłość). Opracowana została metoda kontrolowania intensywności prowokacji wyrzutu poprzez określenie tempa spadku ciśnienia gazu przed czołem brykietu. Dzięki temu dla siatki parametrów f-dP możliwe było poszukiwanie minimalnej, skutecznej intensywności prowokacji wyrzutu. Znormalizowana wartość stałej czasowej spadku ciśnienia przed czołem brykietu powodującej skuteczną inicjację wyrzutu uznana została za miarę zagrożenia wyrzutowego dla rozpatrywanych parametrów f-dP. Dysponując wartościami tak określonych miar zagrożenia wyrzutowego dla całej siatki parametrów f-dP można wykreślić przestrzeń zagrożenia wyrzutowego w funkcji rozpatrywanych parametrów. Równoległa faza badań dotyczyła poszukiwania korelacji pomiędzy wskaźnikiem intensywności desorpcji, a zawartością gazu w węglu (metanonośnością Mn) na przykładzie pomiarów wykonanych w pokładzie 412 KWK „Zofiówka”. W pokładzie tym zaobserwowano bardzo wyraźną, liniową zależność pomiędzy wskaźnikiem intensywności desorpcji, a metanonośnością. Poznanie funkcyjnej zależności Mn(dP) umożliwiło przedstawienie wyników prac laboratoryjnych jako przestrzeni zagrożenia wyrzutowego w funkcji zwięzłości i metanonośności. Analiza uzyskanej przestrzeni zagrożenia wskazuje na jej zgodność zarówno z intuicją, jak i z kopalnianym doświadczeniem. Dla progowej w polskim górnictwie węglowym wartości zwięzłość (f = 0.3) stan zagrożenia wyrzutowego na poziomie 50% występuje przy Mn około 7 m3CH4/Mgcoaldaf. Aby zagwarantować podobny stan zagrożenia wyrzutowego dla kryterialnej wartości metanonośności na poziomie 8 [m3CH4/Mgcoaldaf] węgiel powinien mieć zwięzłość f powyżej 0.5. Oczywiście wartość izolinii na poziomie 50% jest umowna, a interpretacji powinny podlegać raczej kształty izolinii, niż ich wartości.

8

Porównanie powierzchni właściwej i rozmiaru porów węgla metodami sorpcyjnymi w różnych temperaturach

63%

Pajdak A. , Skoczylas N.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

tom Vol. 16, no. 3-4

85--92

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań porozymetrycznych węgla kamiennego wyznaczonych metodą niskociśnieniowej adsorpcji gazowej. Pomiary przeprowadzono w kilku temperaturach, z zastosowaniem azotu (N2) w temperaturze 77 K oraz ditlenku węgla (CO2) w temperaturach 258 K, 273 K, 278 K i 288 K. Przy wykorzystaniu azotu jako adsorbatu określono objętość oraz powierzchnię właściwą mezoporów (BJH, BET). Ditlenek węgla posłużył do identyfi kacji powierzchni właściwej zgodnie z założeniami modelu adsorpcji jednowarstwowej (Langmuir) i wielowarstwowej (BET). Określono objętość, wielkość i rozkład mikroporów (HK) oraz charakterystyczną energię adsorpcji zgodnie z modelem DA.

EN

This paper presents the results of the porosimetric studies on coal appointed by low pressure gas adsorption. Measurements were carried out at several temperatures with gaseous adsorbate: nitrogen (N2) at 77 K and carbon dioxide (CO2) at temperatures of 258 K, 273 K, 278 K and 288 K. Nitrogen was used to determine volume and surface area of the mesopores (BJH, BET). Carbon dioxide was used to identify a specific surface area in accordance of monolayer (Langmuir) and multilayer (BET) adsorption models. The following parameters were identified: volume, size and distribution of micropores (HK) as well as characteristic energy of adsorption according to DA model.

9

Wydatek energetyczny procesu rozdrabniania różnych skał za pomocą autorskiego młynka udarowego

63%

Kudasik M. , Skoczylas N.

|

tom T. 18, nr 4

139--145

PL

Ocena wydatku energetycznego procesu rozdrobnienia danego materiału jest niezwykle istotna przy projektowaniu, budowie, czy też doborze urządzeń rozdrabniających. W Pracowni Mikromerytyki IMG PAN powstał prototyp urządzenia do rozdrabniania skał w kontekście oceny gazu zawartego w ich porach. W ramach przeprowadzonych prac zbadano moc i energię niezbędną do rozdrabniania różnych skał za pomocą zbudowanego urządzenia. Do badań użyto próbki dolomitu, anhydrytu, piaskowca, wapienia, węgla i granitu, pochodzące z różnych polskich kopalń. W pracy podjęto doświadczalną próbę odpowiedzi na pytanie: od jakich parametrów skały zależny jest wydatek energetyczny procesu jej rozdrabniania? Przeprowadzone badania nie wykazały korelacji pomiędzy wybranymi właściwościami mechanicznymi skał (twardością i wytrzymałością) i fizycznymi (gęstością), a mocą i energią niezbędną do ich rozdrobnienia. Eksperymenty potwierdziły teorię twierdzącą, że energia rozdrabniania materiałów jest zależna od objętości rozdrabnianego materiału, a także od nowoutworzonej powierzchni.

EN

Estimating the energy of comminution process of various materials is very important in the design, construction, or the choice of grinding equipment. In the Laboratory of Micrometrics of the Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences a device for rock comminution by impact milling was constructed. The purpose of the device is to assess the gas content in rocks. The power and energy required for grinding various rock samples using the developed device was examined. For the research dolomite, anhydrite, sandstone, limestone, hard coal and granite samples, which were obtained from different Polish mines, were used. The authors of this paper attempted to answer the question: Which parameters does the energy consumption of rocks comminution process depend on? Based on the obtained results the authors did not find any dependency of the energy of rocks comminution process in relation to mechanical (hardness, strength) and physical (density) properties of rocks. The test confirmed the theory that the energy of rocks comminution depends on the input volume of the sample and the new surface area of crushed sample.

10

Wyrzuty skalno-gazowe w świetle badań laboratoryjnych i pomiarów kopalnianych

51%

Topolnicki J. , Wierzbicki M. , Skoczylas N.

|

tom Vol. 49, nr spec

99-116

PL

W pracy przedstawiono skrótowo główne kierunki badań nad zjawiskiem wyrzutów skalno-gazowych. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej i w warunkach naturalnych. W laboratorium IMG PAN wypracowano model inicjacji wyrzutu skalno-gazowego w którym główną rolę w inicjacji wyrzutu odgrywa filtracja gazu. Opisane w pracy pomiary ciśnienia gazu przed czołem wyrobiska chodnikowego w kopalni „Pniówek" są próbą wdrożenia modelu wyrzutu do warunków naturalnych. Uzyskane wyniki zdają się świadczyć o tym, że przed czołem wyrobiska chodnikowego w kopalniach jastrzębskich występować może strefa podwyższonych ciśnień zwana barierą odgazowania. W obszarze bariery odgazowania występują maksymalne wartości naprężeń wynikających z obecności gazu w węglu. Dodatkowo strefa ta graniczy z miejscem powstawania spękań przyprzodkowych co jest zjawiskiem wielce niebezpiecznym z punktu zagrożenia wyrzutowego.

EN

The paper briefly reviews the main areas of research work on gas and rock outbursts. Tests were conducted in laboratory conditions and in situ. In the laboratory at the Strata Mechanics Research Institute the model was developed reproducing the initiation of a gas and rock outburst, the process involved being the gas filtration. Measurements of gas pressure ahead of the longwall face in the colliery "Pniówek" were taken to ensure that the model well captures the natural conditions. The results suggest ahead of the face region there is a high pressure zone, known as the degassing barrier. In this region the maximal stresses due to the presence of gas in coal are reported. At that zone severe fracturing occurs, too, which further enhances the risk of an outburst.

11

Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM - testy kopalniane

51%

Skoczylas N. , Kudasik M. , Wierzbicki M. , Murzyn T.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

tom T. 72, nr 4

56--62

PL

Opracowany został Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM. Przyrząd pozwala na wyznaczanie desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz współczynnika dyfuzji. Urządzenie zostało zoptymalizowane pod kątem pracy w warunkach kopalnianych. Wprowadzone zostały poprawki względem prototypu poprawiające niezawodność i łatwość użytkowania. Urządzenie wyposażone zostało w zestaw sit. Opracowana została metodyka pomiarowa. Przeprowadzono testy kopalniane. Wyniki pochodzące z prezentowanego urządzenia wskazują dużą zbieżność z pomiarami przeprowadzanymi metodami stosowanymi obecnie w górnictwie.

EN

Analogue Methane Emission Recorder (AMER) has been developed. The device allows to determine the desorbable methane content of coal and the diffusion coefficient. AREM has been optimized to work in coal mines. Adjustments have been made to improve the reliability and usability of this prototype. The device is equipped with a set of sieves. Measurement methodology has been developed. Mining tests were carried out. The results obtained from the presented device show high similarity to the measurements made by methods currently used in the mining industry.

12

Model emisji metanu pochodzącego z urobku w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego

51%

Wierzbicki M. , Skoczylas N. , Kudasik M. , Murzyn T.

|

tom Vol. 17, no. 3-4

107--114

PL

Na bazie modelu uniporowego opracowany został algorytm symulujący emisję metanu z urobku w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego. Opracowany model opiera się na wielu założeniach, z których jednym z najistotniejszych jest opis uwalniania metanu z węgla równaniem nawiązującym do drugiego prawa Ficka. Ponadto zbudowany model uwzględnia krzywą składu ziarnowego urobku ze ściany. Do przeprowadzania symulacji emisji metanu z urobku węglowego w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego zbudowane zostało oprogramowanie „Ściana – CH4”, umożliwiające zmianę wszystkich parametrów modelu oraz kalkulację na bazie zdefiniowanych równań i założeń modelu.

EN

Based on the unipore model the algorithm simulating methane emissions released from hard coal during the longwall excavation has been developed. The model is based on numerous assumptions, of which the most important is the Fick's second law description of methane released from coal. In addition, the created model takes into account the curve of particle-size distribution from the longwall excavation. For the simulation of methane emissions from the coal output during the longwall excavation the software "Longwall - CH4" has been developed. The software enables the users to change all the parameters of the model and to make calculations based on the defined equations and assumptions of the model.

13

Pomiary ciśnienia metanu w pokładach węgla kamiennego w GZW mierzone metodą bezpośrednią

51%

Wierzbicki M. , Skoczylas N. , Kudasik M.

|

2015

|

tom T. 71, nr 7

21--25

PL

Ciśnienie złożowe metanu w porach i szczelinach pokładów węgla kamiennego jest podstawowym czynnikiem determinującym stan zagrożeń zjawiskami gazodynamicznymi. Ze względu na problemy metrologiczne, jego pomiary wykonywane są stosunkowo rzadko. Autorzy opracowania skonstruowali sondy ciśnieniowe oraz wykonali liczną serię pomiarów ciśnienia złożowego w kopalniach GZW. Zmierzone ciśnienia złożowe mieściły się w przedziale 1,2÷12,3 bar. Także na krótkich otworach badawczych o długości 2 metry zarejestrowano ciśnienia zbliżone do 10 bar. Wyniki pomiarów ciśnienia złożowego potwierdziły, że pomiędzy poszczególnymi kopalniami występują istotne różnice średnich wartości mierzonych ciśnień.

EN

The coal seam methane pressure in pores and cracks of coal beds is a basic factor determining the level of risk of gaso-geodynamic phenomena. Due to some metrological problems, this parameter is not measured frequently. The authors of the paper constructed their own pressure probes and performed a series of multiple measurements of the coal seam methane pressure in the mines of the Upper Silesian Coal Basin. The measured values fell within the range of 1.2-12.3 bar. The values of ca. 10 bar were also registered in the shortest (2 m) test boreholes. At this point, it needs to be stated that there are considerable differences between mean pressure values measured in particular mining facilities.

14

Wpływ temperatury układu węgiel-metan na własności sorpcyjne węgla ze szczególnym uwzględnieniem kinetyki sorpcji/dyfuzji

51%

Skoczylas N. , Wierzbicki M. , Murzyn T.

|

tom Vol. 15, no. 1-2

75--83

PL

Praca zawiera wyniki badań nad wybranymi aspektami sorpcji metanu na węglu. Obserwacje prowadzone były metodą grawimetryczną. W szczególności przeanalizowana została zmienność izoterm sorpcji przy temperaturach w zakresie 278 do 323K. Zbadana została także zmienność efektywnego współczynnika dyfuzji w zakresie temperatur od 278 do 323K oraz dla różnych zmian ciśnień (0-1-2-5-15 bar). Uzyskane wyniki wskazują na silny spadek pojemności sorpcyjnej węgla wraz ze wzrostem temperatury. Wartość efektywnego współczynnika dyfuzji w przebadanym zakresie temperatur zmieniła się ponad pięciokrotnie, natomiast przy stałej temperaturze, a zmiennych ciśnieniach nasycania zaobserwowano różnice ponad dwukrotne. Wyniki prac wskazują, iż efektywny współczynnik dyfuzji nie jest stałą materiałową, a jego wartość można porównywać pod warunkiem znajomości temperatury oraz ciśnień w których był oznaczany.

EN

This study summarises the results of research into the methane sorption of coal. The gravimetric method was applied in the tests using an IGA device. Variability of sorption isotherms at temperatures in the range 278-232K was given a major consideration. The variability of the effective diffusion coefficient was investigated in the temperature range 278-323K and in the conditions of various pressure changes (0-1-2-5-15 bar). The results reveal a significant decrease in the sorption capacity of coal with temperature. There is a 5-fold increase in the value of the effective diffusion coefficient in the investigated temperature range and under variable saturating pressures the difference would be 2-fold. Results clearly indicate that the effective diffusion coefficient should not be regarded as a material constant and its values are comparable only when related to the temperature and pressure levels.

15

Testy aparatury do pomiaru kinetyki uwalniania CO2 z próbek węgla kamiennego

51%

Topolnicki J. , Wierzbicki M. , Skoczylas N.

|

tom Vol. 6, no. 1-2

71--78

PL

Odgazowanie pokładów węglowych jest jednym z warunków bezpieczeństwa prac górniczych. Podjęta została próba wykorzystania zbudowanej w IMG PAN aparatury do grawimetrycznych badań odgazowania próbek węglowych. Przedstawione zostały wstępne wyniki pomiarów odgazowania próbek o różnych frakcjach ziarnowych. Podjęto próbę fenomenologicznego opisu obserwowanego procesu.

EN

Degasification of the coal bed is one of the conditions of safe mining work. A trial was undertaken to use a built on IMG PAN apparatus for gravimetric study of degasification of coal samples. The results of the preliminary measurements of the degasification samples of various granulation fractions were presented. A trial of the phenomenological description of the observed process was undertaken.

16

Efektywność rozdrabniania skał w kontekście oceny zawartego w nich gazu

51%

Kudasik M. , Skoczylas N. , Murzyn T. , Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

tom Vol. 16, no. 3-4

81--84

PL

W ostatnich latach w polskim górnictwie rud miedzi pojawiły się nowe zagrożenia związane z obecnością gazu w złożach. Konieczne jest zatem prowadzenie szczegółowych badań nad istotą tego zagrożenia. Jednym ze sposobów oceny ilości gazu znajdującego się przestrzeni porów skał jest rozdrobnienie badanego materiału do jak najmniejszej klasy ziarnowej. W Pracowni Mikromerytyki IMG PAN powstały urządzenia rozdrabniające do skał pracujące w oparciu o procesy wiercenia, mielenia i ścierania. W ramach przeprowadzonych prac dokonano oceny efektywności rozdrobnienia skał anhydrytu tymi metodami. Ocena efektywności rozdrabniania wykonana została metodą sitową. Przeprowadzone pierwszy testy wykazały, że najlepszą efektywność rozdrabniania uzyskano za pomocą procesu mielenia.

EN

In recent years, the Polish copper mining industry has been confronted with some new threats connected with the presence of gas in seams. Therefore, ongoing and thorough research into the nature of this threat becomes a necessity. Among various ways of evaluating the amount of gas in rock pores, there is a technique which involves comminuting the investigated rock material, in such a way as to obtain the fi nest grain fraction possible. In the Laboratory of Micrometrics of the Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, some instruments for rock comminution – employing the techniques of drilling, grinding and scraping – were constructed. As part of the research, the effi ciency of these techniques was tested by using them in the process of comminuting anhydrite. The method applied for the sake of evaluation was the so-called sieve method. The fi rst tests showed that, among all the discussed techniques, the most effective one is grinding.

17

Wyznaczanie efektywnego współczynnika dyfuzji za pomocą nowatorskiego układu do pomiarów akumulacji i uwalniania gazów z próbek węglowych

51%

Kudasik M. , Skoczylas N. , Topolnicki J. , Wierzbicki M.

|

tom Vol. 13, no. 1-4

37--44

PL

W artykule przedstawiona została aparatura pomiarowa do analizy transportu gazów w próbkach węglowych. Zbudowane w Pracowni Mikromerytyki IMG PAN urządzenie składa się z dwóch układów funkcjonalnych: sorpcjomatu, który umożliwia prowadzenie pomiarów akumulacji gazów przy stałym ciśnieniu oraz przepływomierza kapilarnego do analizy uwalniania gazów z próbki węglowej do atmosfery. Przedstawiono wyniki badań, z wykorzystaniem próbek węglowych pochodzących z czterech różnych kopalń węgla kamiennego. Próbki te różniły się swoimi właściwościami sorpcyjnymi. Przeprowadzone analizy polegały na rejestracji kinetyki sorpcji próbek o frakcji ziarnowej 0.20-0.25 mm przy ich nasycaniu metanem od próżni do 1 bar. Uzyskane wyniki pomiarów zestawiono z wynikami dla tych samych próbek, uzyskanymi z badań na urządzeniu sorpcyjno-grawimetrycznym IGA-001.

EN

The article provides a description of measuring equipment for analyzing transport of gases in coal samples. The device in question, developed at the Laboratory of Micrometrics at the Strata Mechanic Research Institute of the Polish Academy of Sciences, consists of two operational systems: a sorption measuring instrument, which makes it possible to measure gas accumulation under a steady sorption pressure, and a capillary flow meter used for analyzing the process of gas release from a coal sample into the atmosphere. The article also presents results of relevant analyses, for the purpose of which coal samples from four different hard coal mines were used. The samples varied as to their sorption properties. The analyses involved recording sorption kinetics of samples with the granularity of 0.20 – 0.25mm, where the value of methane saturation ranged from 0 to 1 bar. The results were subsequently compared with the results obtained in the course of an analysis carried out by means of the IGA-001 soprtion-gravimetric device, performed for the same samples.

18

Modelowe badania nasycania sorbentu węglowego gazem z uwzględnieniem geometrii przestrzennej ziaren

45%

Skoczylas N. , Kudasik M. , Topolnicki J. , Oleszko K. , Młynarczuk M.

|

tom T. 97, nr 2

272--276

PL

Przedstawiono rozważania dotyczące transportu gazowego sorbatu w porowatym sorbencie. Przeanalizowano znane rozwiązania analityczne równania dyfuzji Ficka z czynnikiem sorpcji dla różnych geometrii ziaren: warstwy płasko-równoległej, cylindra oraz kuli. Opracowano numeryczne rozwiązanie równania Ficka z czynnikiem sorpcji dla prostopadłościanu. Przeprowadzono eksperyment sorpcji metanu na ziarnach węgla kamiennego o klasie ziarnowej 0,315-0,4 mm. Ziarna użyte w doświadczeniu przebadano stereologicznie w celu określenia statystycznych parametrów opisujących ich kształt. Mniejsze niepewności związane z przybliżeniem rzeczywistych kształtów ziaren kształtami modelowymi dotyczyły opisania ziaren kształtem prostopadłościennym niż kulistym. Badania sorpcyjne pozwoliły na zarejestrowanie pełnego czasowego przebiegu nasycania ziaren węgla metanem. Do zarejestrowanego przebiegu, metodą najmniejszych kwadratów dopasowano funkcję analityczną dla przybliżenia kształtów ziaren kulami oraz rozwiązanie numeryczne dla przybliżenia prostopadłościanami. Otrzymane współczynniki dyfuzji różniły się o ok. 30%.

EN

Hard coal grains with diams. 0.315-0.400 mm were used to study the kinetics of their satn. with CH4. The results were compared with theor. data obtained for models of (i) spherical or (ii) cuboidal grains. The model (i) described well the real process.