Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Monitorowanie i kontrola pracy wentylatora pomocniczego w kopalnianej sieci wentylacyjnej

100%

Kolarczyk M. , Wasilewski S.

|

2000

|

tom z. 246

269-282

PL

W referacie przedstawiono możliwość szerszego stosowania wentylatorów pomocniczych do wymuszania i regulacji rozpływu powietrza w sieciach wentylacyjnych kopalń węgla. W ostatnich latach rozwój nauki i techniki , w tym komputerowych metod analiz sieci, metod kontroli pracy urządzeń wentylacyjnych i parametrów powietrza kopalnianego z wykorzystaniem różnego typu czujników, pozwolił na ograniczenie zagrożeń występujących przy stosowaniu takich wentylatorów. W referacie zaproponowano dobór czujników i ich rozmieszczenie do kontroli pracy urządzenia wentylatora pomocniczego (wentylator, tamy, śluzy). Sprecyzowano parametry powietrza i urządzeń wymagające obserwacji i kontroli. Ciągłe monitorowanie urządzeń oraz parametrów powietrza przyczyni się do wzrostu niezawodności pracy systemu wentylacyjnego działającego z wykorzystaniem wentylatorów pomocniczych oraz do szerszego ich stosowania w trakcie modernizacji kopalń węgla.

EN

Presented in the paper is a possibility of wider application of auxiliary fans for enforcing and adjustment of air propagation in the ventilation networks of caol mines. The progress of science and technology of recent years, including computer methods of network analysis, methods of operation control of ventilating installations, mad it possible to limit the hazards occurring when using such fans. Suggested in the paper is a selection of sensors, their distribution for the control of auxiliary fan operation (fans, stoppings, locks). The parameters of air and installations requiring control and observation have been specified. Continuous monitoring of installations work and parameters of air results in an improvement of reliability of the ventilation system operating while making use of auxiliary fans, as well as in their wider application in the course of modernization of collieries.

2

Azotowanie zrobów ściany zawałowej przy wariantowo różnych przepływach powietrza i różnicach potencjału aerodynamicznego

100%

Trenczek S. , Buchwald P. , Nalepa R.

|

1999

|

tom nr 5

21-27

EN

Presented in the article is a preventive nitrogen treatment of the gob of a longwall caving system and the course of variation of carbon monoxide concentration in the circulating air current of that system. Discussed are three variants of nitrogen treatment performed under different ventilation conditions and with different distribution pattern of potential field within that longwall system.

3

Sposoby zwalczania zgrożeń wentylacyjnych w przypadku wykonywania przebić do zrobów

80%

Frączek R.

|

1998

|

tom nr 8

13-18

PL

Omówiono zalety i wady stosowania wentylacji odrębnej ssącej i tłoczącej w przypadku prowadzenia wyrobiska wzdłuż starych zrobów oraz przy przebiciach do nich, a także wpływ depresji cieplnej na warunki bezpieczeństwa załóg pracujących przy drążeniu pochylni i upadowych. Pracę zakończono wnioskami.

EN

Discussed are advantages and disadvantages of applied separate ventilation systems - the suction-type and forcing one in case of driving the working along the gob areas, with breakthrough enteries made - as well as the influence the heat depression has on the conditions of work safety of personnel working in driving inclines and dip roads.

4

Komputerowe modelowanie rozpływu powietrza i wspomaganie prowadzenia akcji przeciwpożarowych w kopalniach podziemnych

80%

Rosiek F. , Sikora M. , Urbański J.

|

2008

|

tom Vol. 124, nr 52

103-120

PL

Przedstawiono opracowany w Instytucie Górnictwa, powszechnie stosowany w kopalniach KGHM "Polska Miedź" SA system AutoWENT funkcjonujący w systemie operacyjnym Windows, będący samodzielnym, specjalizowanym edytorem graficznym. Program służy do tworzenia schematów przewietrzania: przestrzennych, kanonicznych oraz potencjalnych. Tworzenie przestrzennego schematu przewietrzania jest skojarzone z budową obliczeniowego modelu numerycznego. Pozwala to następnie na wykonywanie obliczeń aktualnych i perspektywicznych rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej oraz analizę jej bezpieczeństwa. Zaprezentowano również wykonany w Instytucie Górnictwa System POŻAR umożliwiający komputerowe wspomaganie prowadzenia przeciwpożarowej akcji ratowniczej. Artykuł zawiera podstawowe informacje o funkcjach i możliwościach komputerowego Systemu POŻAR opracowanego dla potrzeb ZG RUDNA i ZG POLKOWICE-SIEROSZOWICE.

EN

The system AutoWENT, that works in the Windows environment and is a stand-alone, specialized graphics editor, developed in the Mining Institute of Wroclaw University of Technology, is widely used in the mines of KGHM "Polska Miedz" SA. The system is used for development of the ventilation diagrams: space, canonical and potential. In the process of development of the space ventilation diagram the data about airways, junctions, stoppings and fans are inputted (numeric calculation model). It consequently allows to calculate the current and future airflow in the ventilation network and to analyse its safety. The second presented system - POZAR, also developed in the he Mining Institute of Wroclaw University of Technology, allows computer assistance during the fire-fighting. The article presents basic information about functions and capabilities of the POZAR System developed for ZG RUDNA and ZG POLKOWICE-SIEROSZOWICE.

5

Prognozowanie zagrożenia metanowego w rejonie wentylacyjnym ze ścianą przewietrzaną w układzie Z

80%

Frączek R. , Frączek J.

|

2000

|

tom nr 9

10-16

PL

Omówiono wyniki badań nad zagrożeniem metanowym w ścianie Cw-1 w pokładzie 358/1 w KWK "Budryk", uwzględniając wpływ: wydobycia, postępu ściany, powierzchni zrobów i spadku naporu w chodniku przyzrobowym na wydatek metanu w ścianie i na wylocie z rejonu. Następnie wyprowadzono zależności na obliczenie wydatku metanu na wylocie ze ściany w czasie urabiania węgla kombajnem i na wylocie z rejonu, oraz wykonano obliczenia. Pracę zakończono wnioskami.

EN

The results of the investigations made on methane hazard at the longwall Cw-1 in the bed 358/1 of the KWK Budryk mine were discussed. The factors taken into account as influencing the methane output at the longwall as well as at the outlet form a panel were as follows; output, face advance, gob surface and drop in pressure at the gob's adjacent heading. Then, it was derived the relations for the methane output calculation at the outlet of the longwall during breaking with a cutter-loader as well as at the outlet of the panel, and the same calculations were made. The elaboration is summarised in the form of conclusions.

6

Grafika komputerowa jako narzędzie wspomagania prac służb wentylacyjnych w kopalniach

80%

Badura H. , Pham Quang A.

|

2000

|

tom z. 246

87-96

PL

W artykule omówiono komputerowy program graficzny do wspomagania prac działu wentylacji w kopalniach w zakresie przygotowania niezbędnej dokumentacji graficznej, prowadzenia bieżących analiz stanu wentylacji, a także do wspomagania prowadzenia akcji ratowniczo-przeciwpożarowych. Program może znaleźć również zastosowanie w tzw. Grach pożarowych oraz w procesie dydaktycznym na uczelniach górniczych.

EN

In paper the authors discussed the computer graphic programme for supporting the works of ventilation department in mines in range of preparation indispensable graphic documentation, running analyses of ventilation and also to support the fire-fighting action. The programme can also be used in so-called "fire games" and in teaching process at mining colleges.

7

Upraszczanie modeli kopalnianych sieci wentylacyjnych

80%

Madeja-Strumińska B.

|

2001

|

tom nr 18

101-118

PL

Przedstawiono metodę konstrukcji modeli rozszczepionych kopalnianych sieci wentylacyjnych umożliwiającą transformację złożonych przekątnych sieci na proste sieci normalne. Omówiono sposób wykorzystania przedstawionej metody do analizy zmian intensywności przewietrzania wyrobisk górniczych wywołanych zmianami oporów bocznic sieci wentylacyjnej. Sposób postępowania zilustrowano na przykładzie dwunitkowej wiązki wyrobisk górniczych stosowanej często w kopalniach LGOM-u.

EN

The paper presents the construction method for the models of the split mine ventilation networks enabling the transformation of the complex diagonal networks into the simple normal ones. The way of using the method for the analysis of ventilation intensity changes in the mine headings caused by changes of the resistance of the mine ventilation network air splits is described. The methodology is presented on the example of the double bundle of headings, which is very often used in the LGOM mines.

8

Przyczyny drgań wentylatorów w układach przewietrzania kopalń

80%

Rusiński E. , Odyjas P.

|

2012

|

tom Vol. 16, nr 2

327-336

PL

Wentylatory to urządzenia niezwykle ważne w kopalnianych systemach wentylacji, gdzie odgrywają ważną rolę ze względu na bezpieczeństwo i zapewnienie odpowiednich warunków pod ziemią. Ponieważ są to kosztowne urządzenia, ważne jest, aby pracowały jak najdłużej z jak największą wydajnością. O trwałości wentylatorów decydują w znacznej mierze drgania. W tej pracy przedstawiono podstawowe źródła drgań wentylatorów oraz przykład teoretycznej analizy modalnej wybranego wentylatora układu przewietrzania kopalń.

EN

Main fans have significant role in mine ventilation systems especially from safety point of view. Due to fact that these devices are very expensive in maintenance and manufacturing, it is very important to ensure their service life as long as possible with the highest possible efficiency. Durability of fans depend mainly upon their vibrations. In this paper brief classification of primary vibration sources were described. On the other hand an example of theoretical modal analysis of fan's impeller was presented to show natural frequencies and modal shapes of impeller.

9

Przygotowanie danych do prognozy warunków klimatycznych w rejonie wentylacyjnym

80%

Frączek R.

|

2000

|

tom nr 2

13-19

PL

W pracy uzasadniono potrzebę poprawy dokładności danych wejściowych do obliczeń klimatycznych w rejonie wentylacyjnym obejmującym ścianę wydobywczą. Wykorzystując w tym celu najnowsze wyniki badań przeprowadzonych w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia węglowego podano zależności pozwalające określić własności fizyko-termiczne skał, moc strumienia ciepła: niskotemperaturowego utleniania węgla, parowania wody w górotworze, wydzielanego w czasie pracy kombajnów oraz przenośników taśmowych i zgrzebłowych. Podano także zależności określające procentowy udział ciepła powodującego przyrost temperatury suchej a także procentowy udział powietrza przewietrzającego ścianę i zroby. Wykonano także przykłady obliczeń z zastosowaniem podanych zależności.

EN

This research emphasizes the need of the input data accuracy improvement in the process of climatic calculations in the centilating region, which comprises a longwall. The article takes profit of the newest results of reseach conducted in mines in Upper Silesia Coal Basin and shows dependenies which allow to define: the physico-thermal properties of rocks, the power of the heat streams of the low-temperature carbon oxidation, the water caporization on the rocks and the heat emittes during the work of mechanical coal miners, belt and drag conveyors. It also contains formulate defining the percentage share of the heat causing the increase of air's dry temperature and the percentage share of the air ventilating a longwall and gangues. The examples of calculation using the given dependencies are included.

10

Analiza zasilania głównych wentylatorów KWK "Siemianowice" za pomocą przetwornicy podsynchronicznej

70%

Luks R. , Krajewski R.

|

1998

|

tom nr 5

28-29

PL

Likwidacja kopalni węgla jest przedsięwzięciem technicznie skomplikowanym w warunkach zagrożeń górniczych, co zmusza do opracowania koncepcji , a natępnie technologii likwidacji, eliminujących te zagrożenia. W obecnych warunkach ekonomicznych koszty likwidacji są jednym z podstawowych czynników wpływających na przyjęcie określonych rozwiązań. Struktura sieci wentylacyjnej każdej kopalni jest inna, wymaga zatem odrębnej analizy i sposobu likwidacji zagrożeń.

EN

The liquidation of a coal mine is a technically complicated udertaking in the conditions of mining hazards which compels to developing an appropriate idea, followed by working out the relevant liquidation technologies that eliminate the hazards. In the present economic conditions the liquidation costs are one of the basic factors that influence the choice of determined solutions. The ventilation network structure differs from mine to mine which imposes a requirement for separate analyses and methods of hazard liquidation

11

Rejon wentylacyjny a rejon ściany w kopalni węgla kamiennego

70%

Sułkowski J.

|

2008

|

tom Wyd. spec. nr 2

99-110

PL

W artykule przeprowadzono analizę rejonu wentylacyjnego związanego ze ścianą eksploatacyjną jako podsystemu systemu wentylacyjnego kopalni. Podsieć wentylacyjna rejonu stanowi osnowę tego podsys- temu. W rejonie wentylacyjnym wydzielić można także rejon ściany, który stanowi ściana z przyległymi wyrobiskami technologicznymi i zrobami zawałowymi. Omówiono specyfikę podsieci wentylacyjnej rejonu ściany, którą można odwzorować specjalnymi grafami zastępczymi. Przepływy powietrza i gazów przez zroby zawałowe są odwzorowane w nicli w sposób rozmyty. Pozwalają dzięki temu na jakościową analizę kierunków przepływu powietrza i gazów przez zroby.

EN

Although replaceable application of the terms "ventilation system" and "ventilation network" which are being used for underground mines (in the apects of mine ventilation science), these terms must be distinguished from each other. Ventilation system of a mine is a set of underground excavations and different devices connected by relations which allow to achieve the aim. The aim means to obtain specified state of the air (using the devices) in selected ventilation objects (blind ends, chambers). Whereas ventilation network is the matrix of a ventilation system, it allows to perform "system-creation" relations among the elements being the entrance and the exit of the system. Similarly to every system and network, ventilation systems and networks can be divided into subsystems and subnetworks as well. Ventilation regions are typical subsystems. Ventilation subnetworks of regions are the matrix for them. At least three criterions are being taken into consideration during construction of ventilation regions: structural, quantity of hazard and location of hazard. Considering ventilation regions connected with specified longwall it is possible to separate subsystem of lower grade. It is called "longwall region". It includes a longwall and adjacent technological excavations. Mining leads to goafs creation. The air (including gases) also partly flows across the goafs. The model of longwall region network can be represented by a graph. In this case the goafs are imaged as blocks instead of segments of a line. However, block graph can be transformed into substitute linear graph. Broadened network of a longwall are being created by assigning grade of assignation for indyvidual edges of a graph. They can be used for quality analysis of flow direction in goafs for the air and gases.

12

Klimatyzacja sektorowa na froncie wybranego oddziału eksploatacyjnego kopalni rudy miedzi

60%

Sułkowski J. , Drenda J. , Jaromin M. , Domagała L. , Musioł D.

|

2000

|

tom nr 15

71-89

PL

W referacie przedstawiono aktualny stan warunków klimatycznych panujących w oddziale eksploatacyjnym. Przedstawiono koncepcję projektu klimatyzacji sektorowej frontu eksploatacyjnego. Przytoczono najważniejsze wyniki obliczeń prognozy klimatycznej wykonanej dla przypadku stosowania klimatyzacji sektorowej.

EN

The present state of the climate conditions in the mining panel is presented in the paper. The design concept of the sector air-conditioning of the mining face is described. The most important results of the climate prognosis calculation results made for the case of the sector air-conditioning utilisation are quoted.

13

Bilanse energii i mocy dla systemu wentylacji oparte na potencjale aerodynamicznym

60%

Bystroń H.

|

2000

|

tom nr 15

27-45

PL

Przedstawiono potencjał aerodynamiczny powietrza wentylacyjnego, traktowanego jako mieszanina powietrza suchego, pary wodnej i kropelek ciekłej wody. Wyznaczono bilanse energii i mocy dla systemu wentylacji oparte na wymienionym potencjale. Bilans energii porównano z bilansem energii Barenbruga. Podano charakterystykę wypadkową rozważanej sieci wentylacyjnej, uzupełniające kwestie i wnioski.

EN

The aerodynamic potential of ventilating air, treated as a mixture of dry air, water vapour and liquid water droplets is presented. The energy and power balances based on this potential are estimated. The energy balance is compared with the Barenbrug's one. Resultant characteristic of the considered ventilation network, supplemental questions and conclusions are given.

14

Wpływ układu sterowania prądem wzbudzenia na proces synchronizacji silnika synchronicznego

60%

Zalas P. , Zawilak J.

|

2006

|

tom R. 8, nr 10

14-19

PL

Zastosowanie dwubiegowych silników synchronicznych w napędzie wentylatorów głównego przewietrzania kopalni głębinowych zapewnia wymaganą regulację wydajności oraz pozwala na istotne oszczędności energii elektrycznej [2]. Newralgicznym etapem rozruchu tych silników jest synchronizacja. Ze względu na dużą wartość momentu obciążenia silnika oraz dużą wartość wypadkowego momentu bezwładności układu napędowego proces ten nie zawsze kończy się wejściem silnika w synchronizm. W celu zwiększenia skuteczności synchronizacji stosuje się powszechnie forsowanie prądu wzbudzenia, zwiększając, na określony czas, wartość napięcia wzbudzenia.

15

Numerical simulation of ventilation of blind drifts with a force- exhaust overlap system in the condition of methan and dust hazards

60%

Branny M. , Filipek W.

|

2008

|

tom Vol. 53, no 2

221-234

EN

This paper outlines a theoretical method of finding 3D velocity fields and methane and dust concentrations in the air in blind drifts with a force-exhaust overlap ventilation system incorporating a forcing duet with a vortex duet and an auxiliary exhaust duct with the dust separator. The solution is supported by equations and simulation programs utilizing the CFD approach. The air and methane mixture is assumed to be an ideal and compressible gas, its motion is taken to be steady and the whole process is assumed to be isothermal. Fresh air is assumed to be a three-component mixture of nitrogen, oxygen and water vapour. The problem considered in this study is described with continuity equations, Navier-Stokes equations, [...] model equations as well as transport equations of chemical species (components of air-methan mixture). Calculation data are presented in the form of velocity field images, streamlines and mass fractions of CH4. Fig. 2 shows velocity distributions in the selected drift cross-sections in the considered flow region (Fig. I). The air vortex, generated by the vortex duet, moves towards the face head and in the direction of the overlap zone. The actual division of the air stream depends on the ratio of air volume supplied to the overlap zone to that supplied to the face region. The air jet leaving the dust separatpr installation produces in its wake a zone of about 15 m, dominated by recirculation flow. Fig. 4 shows the distribution of mass fractions of methane, assuming that methane should enter via the face region and via the belt-shaped section in the floor, in the central part of the overlap zone. Apart from expected methane concentration levels near the roof (in the face region), there are other methane concentration zones caused by flow obstacles, such as continuous mining machines and forsing duet system here located near the side walls. This is associated with the development of low-intensity airing zones, where methane concentrations are higher. The flow of air-solid particles mixture is governed by the two-phase Euler- Lagrange's model with the gaseous continuous phase and a dispersed phase comprising solid (dust) particles. Apart from solving the equations of mass, momentum and energy conservation for the continuous phase, the model utilizes the trajectories of dispersed phase particles. It is assumed that dust is emitted from the face head surface. Images of several hundred particles' trajectories, originating in the face head section, are shown in Figs 5, 6. Small ratio of air in the overlap zone helps contain the dust cloud in the face region. As the amounts of air in the overlap zone increase, the highly dusted zone enlarges, too. Tables 1 and 2 summarize the dust measurement and calculation data in the selected dńft locations and the length of time that solid particles remain in the face zone. In qualitative terms, simulation data obtained using the Euler-Lagrange's two-phase flow model are consistent with the data quoted in literature and with practical observations A fuli quantitative analysis, however, would require us to find the degree of correspondence between the simulation and experimental data. Calculations are supported by the program FLUENT 6.1.

PL

W artykule zaprezentowano teoretyczny sposób wyznaczania 3D pól prędkości przepływu, stężeń metanu i pyłu w powietrzu w wyrobisku z kombinowanym systemem wentylacji, składającym się z zasadniczego lutniociągu tłoczącego zakończonego lutnią wirową oraz pomocniczego lutniociągu Ssącego z odpylaczem. Rozwiązywanie oparto o równania i programy symulacyjne stosowane w Numerycznej Mechanice Płynów. Założono, że mieszanina powietrzno-metanowa jest gazem doskonałym i ściśliwym, ruch mieszaniny jest ustalony zaś proces przebiega w warunkach izotermicznych. Przyjęto, że powietrze świeże jest trójskładnikową mieszaniną azotu, tlenu i pary wodnej. Rozważany problem opisany jest układem równań ciągłości, Naviera-Stokesa oraz równań modelu k-e i transportu składników chemicznych (składników mieszaniny powietrzno-metanowej). Rezultaty obliczeń przedstawiono w postaci obrazów pól prędkości, linii prądu oraz rozkładów udziałów masowych [...]. Dla przyjętego obszaru przepływu (rys. I) na rys. 2 przedstawiono rozkłady prędkości w wybranych przekrojach poprzecznych wyrobiska. Wir powietrzny, wytwarzany przez lutnię wirową przemieszcza się zarówno w kierunku czoła przodka jak i w kierunku strefy zazębiania. Ilościowy podział strumienia powietrza zależy od stosunku strumienia objętości powietrza w strefie zazębiania lutniociągów do strumienia objętości powietrza doprowadzonego do przodka. Ze strugą powietrza wypływającą z instalacji odpylającej związana jest strefa o długości około 15 m charakteryzująca się przepływem recyrkulacyjnym. Na rys. 5 przedstawiono rozkłady udziałów masowych metanu przy założeniu. że metan dopływa przez powierzchnię czoła przodka oraz przez pas usytuowany na spągu w środkowej części strefy zazębiania. Oprócz spodziewanych obszarów z przystropowymi nagromadzeniami metanu (w pobliżu przodka) charakterystyczne są również te, które powodowane są obecnością w przepływie przeszkód takich jak kombajn i lutniociąg tłoczący, w przykładzie ułożony na spągu chodnika w niedalekiej odległości od ociosu. Jest to związane z powstaniem stref o małej intensywności przewietrzania a zarazem o podwyższonym stężeniu metanu. Przepływ powietrze-cząstki stałe opisano przy pomocy modelu dwufazowego Eulera-Lagrange'a z gazową fazą ciągłą i złożoną z cząstek stałych (pyłu) fazą rozproszoną. Oprócz rozwiązania układu równań zachowania masy, pędu i energii dla fazy ciągłej w modelu tym wyznacza się trajektorie cząstek fazy rozproszonej. Równanie ruchu, reprezentujące bilans sił działających na cząstkę stałą, zapisane we współrzędnych Lagrange' a ma postać (1) zaś tory cząstek wyznaczane są z równania (2). Przyjęto, że pył emitowany jest z powierzchni czoła przodka. Cząstki stałe mają kształt kulisty o średnicy [...], ich gęstość wynosi 1400 kg/m3 zaś prędkość początkowa 5 m/s. Obraz kilkuset trajektorii cząstek stałych, rozpoczynających się na płaszczyźnie czoła przodka przedstawiono na rys. 5 i 6. Przy małym udziale powietrza w strefie zazębiania obłok pyłu skutecznie utrzymywany jest w strefie przodkowej.

16

Comments on stochastic flows through channels

60%

Cierniak W.

|

2000

|

tom Vol. 45, nr 4

555-565

EN

The present article contains an analysis of stochastic flows of liąuids through straight channels. Calculations were carried out for a one-dimensional incompressible flow model, which is described by a linear differential equation with the application of the correlation theory of random funetions.

PL

W kopalnianych sieciach wentylacyjnych przez cały czas występują nieustalone przepływy powietrza. Przeprowadzone pomiary prędkości powietrza [Trutwin i inni 1996] *, [Wasilewski 1984] pokazały, że widmo częstotliwości rośnie wraz z prędkością i dla średniej prędkości 1,8 m/s jego istotna część zawiera się w przedziale 0- 1 Hz, a wariancja może dochodzić do 25% średniej wartości prędkości. Pomiary ciśnienia absolutnego [Trutwin i inni 1996] wykazały, że jego zmiany mogą dochodzić do 75 Pa oraz że istotna część jego widma zawiera się w przedziałach 0-0,03 Hz. W tym samym czasie i wyrobisku mierzona różnica ciśnień dochodziła do 15 Pa, a jej widmo zawierało się w przedziale 0-0.001 Hz. Przeprowadzone pomiary wykazują bardzo wolne zmiany różnicy ciśnienia między początkiem i końcem wyrobiska, a co za tym idzie i wydatku. Upoważnia to do zaniedbania zjawisk falowych. Ze względu na duże masy powietrza, wypełniające wyrobiska, nie można zaniedbać bezwładności i dlatego do rozważań przyjęto model przedstawiony równaniem (3). Jak wiadomo, zjawiska stochastyczne można scharakteryzować pewnymi uśrednionymi parametrami. W tym celu w artykule skorzystano z korelacyjnej teorii zjawisk losowych [Łojek 1993], [Swiesznikow 1965] wyprowadzając związki dla wartości średnich lewej i prawej strony równania (3). Dla przepływów niestacjonarnych wynik tych obliczeń pokazuje wzór (12), a dla stacjonarnych (13). Wyprowadzono też związek dla kowariancji lewej i prawej strony zlinearyzowanego równania (3), co pokazano wzorem (19) dla dowolnych rozkładów wydatku. Dla przepływu niestacjonarnego kowariancje wydatku i różnicy ciśnień przedstawia zależność (19), a dla stacjonarnego równanie (21), które po przekształceniu Fouriera daje związki między gęstościami widmowymi (22). Przy założeniu, że wydatek i jego pochodna tworzą dwuwymiarowy rozkład normalny wyprowadzono związki dla kowariancji równania (3) dane wzorami (28) dla przepływów niestacjonarnych i (31) dla stacjonarnych. Przy założeniu, że przepływ jest procesem stacjonarnym o rozkładzie symetrycznym względem wartości średniej, korzystając z definicji mocy chwilowej danej wzorem (34) wyprowadzono zależność na średnią moc, potrzebną do przetłoczenia przez wyrobisko opisane modelem (3), ilości powietrza o pewnej średniej wartości i wariancji w postaci wzoru (38). Pokazano też możliwości wyznaczenia współczynników modelu (3) ze związków dla wartości średnich i kowariancji zapisanych zależnościami (32) i (33). Z przeprowadzonej analizy przepływów z fluktuacjami wysnuto następujące wnioski: Po pierwsze: do opisu wartości średniej przepływu w przypadku, gdy wariancja wydatku w porównaniu z jego wartością średnią osiąga znaczące wielkości, nie można stosować modelu (3), nawet gdy dQ(t)/dt jest małe, lecz zależność (13), w której występuje wariancja wydatku. Po drugie: przy eksperymentalnym wyznaczaniu współczynników równania A, B i H równania (3) stosując sposób opisany w rozdziale Mathematical heading model, należy uwzględnić wariancję wydatku (formuła (13)) lub skorzystać z metody podanej w dalszej części (wzory (32), (33)). Po trzecie: występowanie fluktuacji w wydatku powoduje wzrost mocy potrzebnej dla przetłaczania tej samej średniej wartości wydatku płynu w porównaniu z mocą potrzebną do przetłaczania płynu o ustalonej wartości wydatku. Uwzględnienie fluktuacji przepływu przy wyznaczaniu współczynników modelu wymaga dokonania długiego ciągu jednoczesnych pomiarów wydatku i różnicy ciśnień. Obecnie jest to możliwe dla kanałów o małych wymiarach poprzecznych, dla kanałów wielkości wyrobisk górniczych nie opracowano takich metod. Wysnute powyżej wnioski z teoretycznych badań modelu wymagają weryfikacji eksperymentalnej. W tym celu budowane jest odpowiednie stanowisko badawcze, umożliwiające wytworzenie przepływów o wymaganych własnościach oraz ich badanie.

17

Improving mine conditions with real time monitoring of respirable dust

60%

Gillies A. D. S. , Wu H. W.

|

2007

|

tom Vol. 52, no 4

483-503

EN

A new personal respirable dust monitor developed by Thermo Electron Corporation under a project funded by the US National Institute of Safety and Health (NIOSH) has generated promising results in underground coal mine testing performed in the US recently. An Australian Coal Association Research Project funded study has been undertaken to evaluate this new real-time dust monitor for personal respirable dust evaluation use particularly in engineering studies. It is believed to be the first personal dust monitor instrument (PDM) for use on mine faces that reliably delivers a near-real-time reading. It can quickly highlight high dust situations and allow the situation to be corrected. The instrument has been tested for robustness and potential to be used as an engineering tool to evaluate the effectiveness of dust control strategies. This project has evaluated the ability ofthe new PDM to quickly and accurately measure changes to longwall and development section dust levels at manned points after implementation of changes and improvements. Extensive tests have been undertaken at a number of Australian underground mines. The technology that forms the heart of the personal PDM, the TEOM system, is unique in its ability to collect suspended particles on a filter while simultaneously determining the accumulated mass. The monitor intemally measures the true particle mass collected on its filter and results do not exhibit the same sensitivity to water spray as optically based measurement approaches. The technique achieves microgram level mass resolution even in the hostile mine environment, and reports dust loading data on a continuous basis. Using the device, miners and mine operators have the ability to view both the cumulative and projected end-of-shift mass concentration values, as well as a short-term 5 minute short term running averages. It is believed to be the first personal dust monitor instrument that reliably delivers a near-real-time reading.

PL

Przeprowadzone w ostatnim czasie próby w podziemiach kopalni węgla w USA nowego osobistego urządzenia kontrolnego do monitorowania pyłu respirabilnego, opracowanego przez Thermo Electron Corporation w ramach projektu finansowanego przez amerykański Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia (NIOSH), dały obiecujące wyniki. Podjęto badanie finansowane przez Australijskie Stowarzyszenie Badań Projektowych ds. Węgla zmierzające do oceny tego nowoopracowanego osobistego urządzenia kontrolnego do monitorowania pyłu respirabilnego w czasie rzeczywistym, szczególnie w aspekcie podejścia inżynierskiego do zagadnienia. Uważa się, że jest to pierwsze osobiste urządzenie kontrolne do monitorowania pyłu (PDM) do stosowania na linii frontu wybierania, które w wiarygodny sposób zapewnia odczyty w czasie rzeczywistym. Umożliwia ono szybkie podświetlanie momentów występowania wysokiego stężenia pyłu i umożliwia poprawę tej sytuacji. Przyrząd był testowany pod względem wytrzymałości oraz możliwości stosowania jako narzędzie inżynierskie dla oceny skuteczności strategii kontroli zapylenia. W ramach tego projektu dokonano oceny zdolności nowoopracowanego osobistego urządzenia kontrolnego do monitorowania pyłu PDM do szybkich i dokładnych pomiarów zmian poziomu zapylenia w ścianie i w czasie robót przygotowawczych oraz w miejscach z obecną załogą po wdrożeniu zmian i ulepszeń. Przeprowadzono szczegółowe i obszerne badania w pewnej liczbie australijskich kopalń podziemnych. Technologia będąca sercem osobistego PDM, tzn. system@ TEOM, jest unikalną pod względem zdolności zbierania cząstek zawieszonych na filtrze przy równoczesnym określaniu zebranej masy. Urządzenie kontrolne wewnętrznie mierzy rzeczywistą masę zebraną na filtrze, a wyniki nie wykazują takiej wrażliwości na zraszanie wodne jak urządzenia oparte na metodzie optycznej. W technice tej osiągnięto rozdzielczość na poziomie mikrogramów nawet w niesprzyjających warunkach środowiskowych, a raporty danych dokonywane są w sposób ciągły. Stosując to urządzenie, górnicy i dozór kopalniany są zdolni do zobaczenia wartości stężenia masowego pyłu zarówno kumulowanego jak i na końcu zmiany, a także w krótkich 5 minutowych przedziałach czasowych. Uważa się, że jest to pierwszy osobisty przyrząd monitorujący zapylenie, który w wiarygodny sposób podaje odczyty w czasie rzeczywistym.

18

Numerical simulation of development of a fire in the longwall goaf

60%

Dziurzyński W.

|

2001

|

tom Vol. 46, nr 4

407-431

EN

Issues related to the forecasting of the ventilation process developing in the mine ventilation after occurrence of an underground fire locatcd in a longwall goaf resulted in the development of a method to determine parameters specifying the unstable condition that may develop in the mine ventilation network. This forecasting method was based on a numerical simulation of the ventilation process for the network of mine excavations. The mathematical model of the phenomena under consideration is a complex system of non-linear partial differential equations that are mutually interlinked by physical parameters and boundary and initial conditions. The phenomena described by the mathematical model may be divided into three basic cateorics: I. Distribution of the mixture of air and gases and determination of the flow velocity of the mixture in excavations and goafin relation to various ventilation conditions. 2. Changes in concentration levels of individual components of the mixture, taking into account varying flow velocity and sources of in flow of combustion gases in time. 3. Time and spatial distribution of the temperature of the fire itself and that of the surrounding goaf area. In this paper a mathematical model of a fire in a goaf is presented, which includes the coal combustion process. The result of combustion is a fall in the oxygen content (2, 1), which determines the flow-stream of the generated heat (2.12) and the stream of gases gencrated by thc combustion (2.6). To specify the parameters in the equation that describes the coal combustion process, results of experimental research conducted in conditions of mine excavation were used (Dziurzyński, Tracz 1994). This mathematical model of the fire is presented in the form of cylindrical coordinates (3.8) permitting the for calculation of the fire temperature in the goaf, taking into consideration transport and conductivity of heat generated by the combustion process. Furthermore, absorption of heat by conductivity of the fire's surrounding environment (3.9) was included in the equation of the temperature distribution in the fire. For the mathematical model, boundary and initial conditions were determined for the model- equations (2.8), (3.8), (3.9). To obtain the solution, a numerical method was used based on the approximation of the non-overt (5.1) and overt (5.8), (5.11) differential models. Two examples of simulation of development of the fire under different-vcntilation conditions are investigated. The results of the simulation are presented graphically as time diagrams (Fig. 10) and in a form of spatial distribution diagrams (Figs. 2 to 9). On the basis of the model and the numerically ealeulated solutions, it was concluded that the combustion proeess in the fire occurs mainly at the contact of its face with the inflowing air. As a result of the low flow velocity in the goaf, amounting only to a few mm/s, oxygen is consumed rapidly by the combustion process. The mine fire moves towards the inflow offresh air, thus increasing in size both alongside and across the line of the flow-stream. The simulations performed indicate that there is a certain border value of flow velocity in the goaf, exceeding which results in a sudden development of the fire. This condition is characterised by an increase of the solid's radius, with an increased flow rate of the generated combustion gases. The calculated size of the mine fire is several metres and the shape of the solid that it forms resembles a falling drop of water.

PL

Rozważania dotyczące prognozy procesu przewietrzania odbywającego się w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej po wystąpieniu pożaru podziemnego, zlokalizowanego w zrobach ściany prowadzonej na zawał stropu, doprowadziły do opracowania metody wyznaczania parametrów określających trudny do odgadnięcia stan, w jakim może znajdować się kopalniana sieć wentylacyjna. Metodę prognozowania oparto na symulacji numerycznej procesu przewietrzania sieci wyrobisk kopalni. Model matematyczny badanych zjawisk jest złożonym układem równań różniczkowych cząstkowych nieliniowych, wzajemnie sprzężonych parametrami fizycznymi i warunkami brzeżno-początkowymi. Model matematyczny opisuje zjawiska podzielone na trzy podstawowe działy: 1. Rozpływ mieszaniny powietrza i gazów oraz wyznaczenie prędkości przepływu mieszaniny w wyrobiskach i zrobach w zależności od zmieniających się warunków przewietrzania. 2. Zmiany stężeń poszczególnych składników mieszaniny z uwzględnieniem zmieniających się w czasie prędkości przepływu oraz źródeł dopływu gazów domieszkowych. 3. Rozkład czasoprzestrzenny temperatury ogniska pożaru i otaczającego go obszaru zrobów. W artykule przedstawiono model matematyczny ogniska pożaru w zrobach, który uwzględnia proces spalania węgla. Skutkiem procesu spalania następuje ubytek tlenu (2.1), co determinuje strumień wydzielanego ciepła (2.12) oraz strumień wydzielanych gazów pożarowych (2.6). Dla wyznaczenia parametrów w równaniu opisującym proces spalania węgla wykorzystano badania eksperymentalne przeprowadzone w warunkach wyrobiska górniczego (Dziurzński, Tracz 1994). Przyjęty model matematyczny ogniska pożaru, podany we współrzędnych walcowych (3.8), pozwala na obliczenie temperatury ogniska pożaru w zrobach z uwzględnieniem transportu i przewodnictwa ciepła wydzielonego w procesie spalania węgla. Ponadto w równaniu rozkładu temperatury w ognisku pożaru uwzględniono odbieranie ciepła przez przewodnictwo do otaczającego ognisko pożaru środowiska (3.9). Dla modelu matematycznego wyznaczono warunki brzeżno-początkowe dla równań modelu (2.8), (3.8), (3.9). Dla uzyskania rozwiązania przyjęto metodę numeryczną opartą na aproksymacji schematem różnicowym niejawnym (5.1) oraz jawnym (5.8), (5.11). Przedstawiono dwa przykłady symulacji rozwoju ogniska pożaru przy zmiennych warunkach przewietrzania. Wyniki symulacji pokazano w postaci graficznej na wykresach czasowych (rys. 10) i w postaci rozkładów przestrzennych (rys. 2-9). Na podstawie przedstawionego modelu i uzyskanych numerycznie rozwiązań stwierdzono, iż w ognisku pożaru proces palenia w dużej mierze zachodzi na styku jego czoła z napływającym powietrzem. Wskutek niewielkich prędkości przepływu w zrobach (rzędu mm/s), tlen jest szybko zużywany w procesie palenia. Ognisko pożaru przemieszcza się w kierunku napływu świeżego powietrza, powiększając swoje wymiary zarówno wzdłuż, jak i w poprzek linii prądu. Z przeprowadzonych symulacji wynika, iż istnieje pewna graniczna wartość prędkości przepływu w zrobach, której przekroczenie powoduje gwałtowny rozwój ogniska pożaru. Stan ten charakteryzuje się zwiększeniem promienia bryły, z czym związane jest znaczne zwiększenie wydatku generowanych gazów pożarowych. Uzyskane na podstawie obliczeń rozmiary ogniska pożaru są rzędu kilku metrów, przy czym kształt bryły tworzącej ognisko pożaru przypomina odrywającą się kroplę wody.

19

Mathematical model of methane caused by a collapse of rock mass crump

60%

Dziurzyński W. , Krach A.

|

2001

|

tom Vol. 46, nr 4

433-449

EN

Rock mass collapses in mines containing gas are accompanied by an intensive outtow or discharge of methane. Movement of this gas through the ventilation network results in disturbances of the methane concentration distribution in sectors of the mine ventilation network and may lead to an explosion hazard. This article presents a mathematical model of methane emission following a collapse. It discusses the mechanics of the phenomenon of collapse and its gas dynamics. Two key sources of methane emission have been idcntified: release of gas from fragments of side wall rocks transported in to the working, filtration inflow of gas to the working through the stress-relieved zone formed as a result of the rheological process and the rock mass beyond that zone. For the methane release from coal fragments the four-component emission model proposed by Airuni (1987) has been used, which includes methane emission from the volume of sorbed particles, the surface of these particles, supersorbed particles and filtration-sorbed particles. The paper presents parameters of individual components of thc emission. It has been demonstrated that the last component with the highest time constant has a significantly larger share in the total gas absorbability than components with lower time constants. For the gas intfow from the stress-relieved zone and the rock mass the filtration flow model has been adopted (Tarasow, Kolmakow 1978), which includes the depth of the stress relieving zone variable in time, the porosity coefficient and permeability coefficient as a function of porosity and gas pressure. On the basis of this model and with the use of results of experimental research of changes in the rate of gas release during the formation of the stress-relieved zone, the initial velocity of methane release has been approximated by the exponential function. By adding both sources of methane emission, the total stream of gas volume tlowing to the working in the collapse zone was calculated in relation to a length unit of the working. The presented model of methane emission following a rock mass tremor or collapse and the formulation of the mathematical model of the air and methane mixture distribution in the mine ventilation network will allow for developing professional software simulating the aforementioned phenomena.

PL

W kopalniach gazowych tąpaniom towarzyszy silny wypływ lub wyrzut metanu. Unoszenie tego gazu drogami wentylacyjnymi jest przyczyną zmian rozkładu stężenia metanu w bocznicach sieci wentylacyjnej kopalni i może spowodować zagrożenie wybuchem. W artykule przedstawiono model matematyczny emisji metanu związanej z tąpnięciem. Omówiono mechanikę zjawiska tąpania i jego gazodynamikę. Wyróżniono dwa podstawowe źródła emisji metanu: wydzielanie się gazu z okruchów skały ociosów przemieszczonych do wyrobiska, filtracyjny dopływ gazu do wyrobiska przez nowo formowaną w procesie reologicznym strefę odprężenia i górotwór poza tą strefą. Dla wypływu metanu z pokruszonego węgla przyjęto czteroskładnikowy model emisji podany, przez Airuni'ego (1987), uwzględniający emisję metanu z objętości cząstek sorpcyjnych, z powierzchni tych cząstek, z cząstek supersorpcyjnych i z cząstek filtracyjno-sorpcyjnych. Podano parametry poszczególnych składowych emisji i pokazano, że ostatnia składowa, o największej stałej czasowej, ma znacznie większy udział w całkowitej gazonośności niż składowe o mniejszych stałych czasowych. Dla dopływu gazu ze strefy odprężonej i górotworu przyjęto model przepływu filtracyjnego (Tarasow, Kołmakow 1978), uwzględniający zmienną w czasie głębokość strefy odprężenia i współczynnik porowatości oraz współczynnik przepuszczalności jako funkcję porowatości i ciśnienia gazu. Na podstawie tego modelu, korzystając również z wyników eksperymentalnych badań zmian szybkości wydzielania się gazu w okresie formowania strefy odprężenia, aproksymowano funkcją wykładniczą początkową prędkość wydzielania się metanu. Sumując obydwa źródła emisji metanu wyznaczono całkowity strumień objętości gazu dopływającego do wyrobiska w strefie tąpnięcia, odniesiony do jednostki długości wyrobiska. Przedstawiony model emisji metanu związanej z wstrząsem lub tąpnięciem górotworu oraz sformułowanie matematycznego modelu rozpływu mieszaniny powietrza i metanu w sieci wentylacyjnej kopalni pozwoli na opracowanie profesjonalnego programu symulacji rozpatrywanych zjawisk.

20

Variability of the volumetric air flow rate in a mine fan channel for various damper positions

51%

Dziurzyński W. , Kruczkowski J.

|

2011

|

tom Vol. 56, no 4

641-650

EN

The article presents the measurement results of a time-variable volumetric air flow rate flowing inside the inlet duct of a main ventilation fan. In situ research was carried out using the multi-spot flow velocity field measurement system in mine workings (SWPPP), which provides wireless measuring data transmission from anemometric sensors to the real-time data recording and processing unit. The system allows for the estimation of the instantaneous distribution of air velocity in the measured section. On this basis, the instantaneous value of the volumetric flow rate is calculated. The fan channel connected to the ventilation mine shaft in the K mine was chosen for the research. The measuring equipment and the applied research methods have been described. The application of the SWPPP system for the volumetric flow rate measurement enabled the application of a new method to determine the pressure-volume curve of the tested main ventilation fan in the mine. The sample results are presented in the form of the distribution of the velocity field in the channel, the shaping of volumetric air flow rate for various air flow damper positions of the analysed fan.

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów zmiennego w czasie, strumienia objętości powietrza płynącego w kanale wentylatora głównego przewietrzania. Do badań in situ wykorzystano system wielopunktowego pomiaru pola prędkości przepływu w wyrobiskach górniczych (SWPPP), umożliwiający bezprzewodową transmisją danych pomiarowych z czujników anemometrycznych do jednostki rejestrującej i przetwarzającej te dane w czasie rzeczywistym. System pozwala estymować chwilowy rozkład prędkości powietrza w przekroju pomiarowym. Na tej podstawie oblicza się chwilową wartość strumienia objętości. Jako obiekt badań wybrano kanał wentylatora pracującego na szybie wentylacyjnym kopalni K. Opisano aparaturę pomiarową i metodykę pomiarów. Zastosowanie systemu SWPPP do pomiaru strumienia objętości w kanale wentylatora pozwoliło na zastosowanie nowej metody wyznaczenia charakterystyk badanego wentylatora głównego przewietrzania kopalni. Zaprezentowano przykładowe wyniki w postaci rozkładu pola prędkości w przekroju kanału, kształtowanie się strumienia objętości przepływu powietrza dla różnych położeń zasuwy badanego wentylatora.