Improving efficiency of information measurement system of coal mine air gas protection

Purpose. Development of scientific approaches to creation of high-precision and high-speed optoelectronic measurement systems within the complex of air gas safety of coal mines by means of the developed and implemented methods and means of measurement systems efficiency improvement taking into account compensation of the effect of destabilizing factors. Methods. Experimental studies have been carried out in mine production conditions and laboratories on the physical models of information measurement systems using metrologically certified measuring instruments. Findings. It has been proposed to determine the efficiency of the developed information and measurement systems on the basis of the arithmetic mean of n groups and the geometric mean of the information data rate of m meters measuring mine atmosphere parameters in coal mines for each group separately. It has been found that the use of the developed information system measuring methane and dust concentration within the UTSSC increases data rate of mine air gas protection system by 16.5 bits/s. Originality. For the first time, logical design of information and measurement system of methane and dust concentration has been proposed and implemented, which, in contrast to the existing ones, is based on increasing accuracy and speed of measuring channels response to methane and dust concentration, which allowed to increase probability of detecting explosive situations from 0.90 to 0.98 and provide enhancement of mine air gas protection. Practical implications. The developed methods and techniques allowed to implement a number of projects for the mining industry: high-speed measurement system evaluating methane concentration in a mine complex of monitoring telephone communication and notification “SAT” (private company “Deyta Express”, Ukraine); measurement system of polydisperse dust concentration for unified telecommunication systems of supervisory control and automated management of mining machines and technological complexes “UTSSC” (State Enterprise “Petrovsky Plant of Mining Machinery”, Ukraine).Мета. Розробка наукових підходів до створення високоточних швидкодіючих оптоелектронних вимірювальних систем у складі комплексу забезпечення аерогазової безпеки шахт за рахунок використання запропонованих і реалізованих методів та засобів підвищення ефективності вимірювальних систем на основі обліку й компенсації впливу дестабілізуючих факторів. Методика. Експериментальні дослідження виконано у виробничих умовах шахт і в лабораторіях на фізичних моделях інформаційно-вимірювальних систем з використанням метрологічно-атестованих засобів вимірювань. Результати. Запропоновано визначати ефективність досліджуваної інформаційно-вимірювальної системи на основі середнього арифметичного n груп від середнього геометричних значень інформаційних пропускних спроможностей m вимірювачів параметрів рудничної атмосфери вугільних шахт за кожною групою окремо. Встановлено, що використання розробленої інформаційно-вимірювальної системи концентрації метану та пилу у складі УТАС підвищує пропускну спроможність системи аерогазового захисту шахт на 16.5 біт/с. Наукова новизна. Вперше запропоновано і реалізовано логічну побудову інформаційно-вимірювальної системи концентрації метану та пилу, яка, на відміну від існуючих, заснована на підвищенні точності та швидкодії вимірювальних каналів концентрації метану і пилу, що дозволило збільшити вірогідність виявлення вибухонебезпечних ситуацій з 0.90 до 0.98 та забезпечити зростання рівня аерогазового захисту шахт. Практична значимість. Розроблені методи і засоби дозволили реалізувати низку проектів для підприємств гірничої промисловості: швидкодіюча вимірювальна система концентрації метану для комплексу шахтного диспетчерського телефонного зв’язку та оповіщення “САТ” (Приватна компанія “Дейта Експрес”, Україна); вимірювальна система концентрації полідисперсного пилу для уніфікованої телекомунікаційної системи диспетчерського контролю та автоматизованого управління гірничими машинами і технологічними комплексами “УТАС” (Державне підприємство “Петровський завод вугільного машинобудування”, Україна).Цель. Разработка научных подходов к созданию высокоточных быстродействующих оптоэлектронных измерительных систем в составе комплекса обеспечения аэрогазовой безопасности шахт за счет использования предложенных и реализованных методов и средств повышения эффективности измерительных систем на основе учета и компенсации влияния дестабилизирующих факторов. Методика. Экспериментальные исследования выполнены в производственных условиях шахт и в лабораториях на физических моделях информационно-измерительных систем с использованием метрологически-аттестованных средств измерений. Результаты. Предложено определять эффективность исследуемой информационно-измерительной системы на основе среднего арифметического n групп среднего геометрических значений информационных пропускных способностей m измерителей параметров рудничной атмосферы угольных шахт по каждой группе отдельно. Установлено, что использование разработанной информационно-измерительной системы концентрации метана и пыли в составе УТАС повышает пропускную способность системы аэрогазового защиты шахт на 16.5 бит/с. Научная новизна. Впервые предложено и реализовано логическое построение информационно-измерительной системы концентрации метана и пыли, которая, в отличие от существующих, основана на повышении точности и быстродействия измерительных каналов концентрации метана и пыли, что позволило увеличить вероятность обнаружения взрывоопасных ситуаций с 0.90 до 0.98 и обеспечить рост уровня аэрогазовой защиты шахт. Практическая значимость. Разработанные методы и средства позволили реализовать ряд проектов для предприятий горной промышленности: быстродействующая измерительная система концентрации метана для комплекса шахтной диспетчерской телефонной связи и оповещения “САТ” (Частная компания “Дейта Экспресс”, Украина); измерительная система концентрации полидисперсной пыли для унифицированной телекоммуникационной системы диспетчерского контроля и автоматизированного управления горными машинами и технологическими комплексами “УТАС” (Государственное предприятие “Петровский завод угольного машиностроения”, Украина).This work would be impossible without the financial support of the Ministry of Education and Science of Ukraine during the execution of the project No 0115U002655 “Research and development of an experimental sample of optical meter of methane concentration for coal mines”. Additional financial support was provided during the implementation of the Inter-Regional Programme of the European Neighbourhood and Partnership Instrument Tempus VI on the project 544010 – TEMPUS – 1 – 2013 – 1 – DE – TEMPUS – JPHES “TATU: Trainings in Automation Technologies for Ukraine”. The authors express gratitude to the employees of the State Enterprise “Petrovsky Plant of Mining Machinery” and the private company “Deyta Express” for participating in creation of research sample meters of methane and dust concentration for coal mine conditions, as well as support in conducting research in industrial conditions

Coal Mine Safety and Health

[Excerpt] Safety in the coal mining industry is much improved compared to the early decades of the twentieth century, a time when hundreds of miners could lose their lives in a single accident and more than 1,000 fatalities could occur in a single year. Fatal injuries associated with coal mine accidents fell almost continually between 1925 and 2005, when they reached an all-time low of 23. As a result of 12 deaths at West Virginia’s Sago mine and fatalities at other coal mines in 2006, however, the number of fatalities more than doubled to 47. Fatalities declined a year later to 33, which is comparable to levels achieved during the late 1990s. In addition to the well above-average fatal injury rates they face, coal miners suffer from occupationally caused diseases. Prime among them is black lung (coal workers’ pneumoconiosis, CWP), which still claims about 1,000 fatalities annually. Although improved dust control requirements have led to a decrease in the prevalence of CWP, there is recent evidence of advanced cases among miners who began their careers after the stronger standards went into effect in the early 1970s. In addition, disagreement persists over the current respirable dust limits and the degree of compliance with them by mine operators. In the wake of the January 2006 Sago mine accident, the U.S. Department of Labor’s Mine Safety and Health Administration (MSHA) was criticized for its slow pace of rulemaking earlier in the decade. MSHA standard-setting activity quickened starting later that year, however, after enactment in June of the Mine Improvement and New Emergency Response Act (MINER, P.L. 109-236). The MINER act, the first major amendment to federal mine safety law since 1977, emphasized factors thought to have played a role in the Sago disaster (e.g., emergency oxygen supplies, post-accident communication and tracking systems, deployment of rescue teams) and imposed several rulemaking deadlines on MSHA. Accordingly, the agency published final regulations on emergency mine evacuation in December 2006, civil penalties in March 2007, and rescue teams as well as asbestos exposure in February 2008. Some policymakers remain dissatisfied with MSHA’s performance. These sentiments most recently led to House passage, in January 2008, of the Supplemental Mine Improvement and New Emergency Response Act (S-MINER, H.R. 2768). It incorporates language from the Miner Health Enhancement Act (H.R. 2769), such as requiring MSHA to adopt as mandatory exposure limits the voluntary limits (to chemical hazards, for example) recommended by the National Institute for Occupational Safety and Health. S-MINER also requires MSHA to more closely review and monitor operator plans that include retreat mining, the practice used at Utah’s Crandall Canyon mine where six miners and three rescuers lost their lives in 2007. The President has said he will veto S-MINER as passed by the House. In light of rulemaking activity required this year by the MINER act and the Consolidated Appropriations Act, 2008 (P.L. 110-161), MSHA asked the Occupational Safety and Health Administration for assistance. Congress increased MSHA’s appropriation between FY2007 ($302 million) and FY2008 ($334 million). The Administration’s FY2009 budget request for MSHA is $332 million

Implementation of explosion safety regulations in design of a mobile robot for coal mines

The article focuses on specific challenges of the design of a reconnaissance mobile robotic system aimed for inspection in underground coal mine areas after a catastrophic event. Systems that are designated for these conditions must meet specific standards and regulations. In this paper is discussed primarily the main conception of meeting explosion safety regulations of European Union 2014/34/EU (also called ATEX-from French "Appareils destines a etre utilises en ATmospheres Explosives") for Group I (equipment intended for use in underground mines) and Category M1 (equipment designed for operation in the presence of an explosive atmosphere). An example of a practical solution is described on main subsystems of the mobile robot TeleRescuera teleoperated robot with autonomy functions, a sensory subsystem with multiple cameras, three-dimensional (3D) mapping and sensors for measurement of gas concentration, airflow, relative humidity, and temperatures. Explosion safety is ensured according to the Technical Report CLC/TR 60079-33 "s" by two main independent protections-mechanical protection (flameproof enclosure) and electrical protection (automatic methane detector that disconnects power when methane breaches the enclosure and gets inside the robot body).Web of Science811art. no. 230

Англійська мова для навчання і роботи Т. 4. Професійне іншомовне письмо

Подано всі види діяльності студентів з вивчення англійської мови, спрямовані на розвиток мовної поведінки, необхідної для ефективного спілкування в академічному та професійному середовищах. Містить завдання і вправи, типові для різноманітних академічних та професійних сфер і ситуацій. Структура організації змісту – модульна, охоплює певні мовленнєві вміння залежно від мовної поведінки. Даний модуль має на меті розвиток у студентів умінь і навичок писемного спілкування, що пов’язане з майбутньою професією студентів, та основ медіації і письмового перекладу, які спрямовані на розвиток умінь писати тексти різних типів і жанрів, такі як резюме, листи, анотації тощо. Ресурси для самостійної роботи (частина ІІ) містять завдання та вправи для розвитку словникового запасу та розширення діапазону функціональних зразків, необхідних для виконання певних функцій, та завдання, які спрямовані на організацію самостійної роботи студентів. За допомогою засобів діагностики (частина ІІІ) студенти можуть самостійно перевірити засвоєння навчального матеріалу та оцінити свої досягнення. Граматичні явища і вправи для їх засвоєння наводяться в томі 5. Призначений для студентів технічних університетів гірничого профілю. Може використовуватися для викладання вибіркових курсів з англійської мови, а також для самостійного вивчення англійської мови викладачами, фахівцями і науковцями різних інженерних галузей

Requirements for the conceptual design of advanced underground coal extraction systems

Conceptual design requirements are presented for underground coal mining systems having substantially improved performance in the areas of production cost and miner safety. Mandatory performance levels are also set for miner health, environmental impact, and coal recovery. In addition to mandatory design goals and constraints, a number of desirable system characteristics are identified which must be assessed in terms of their impact on production cost and their compatibility with other system elements. Although developed for the flat lying, moderately thick seams of Central Appalachia, these requirements are designed to be easily adaptable to other coals

English for Study and Work: Coursebook in 4 books. Book 2 Obtaining and Processing Information for Specific Purposes

Подано всі види діяльності студентів з вивчення англійської мови, спрямовані на розвиток мовної поведінки, необхідної для ефективного спілкування в академічному та професійному середовищах. Містить завдання і вправи, типові для різноманітних академічних та професійних сфер і ситуацій. Структура організації змісту – модульна, охоплює мовні знання і мовленнєві вміння залежно від мовної поведінки. Даний модуль має на меті розвиток у студентів стратегій, умінь, навичок читання, пошуку та вилучення професійно-орієнтованої інформації, необхідної для ефективної професійної діяльності і навчання. Містить завдання і вправи, типові для академічних та професійних сфер, пов’язаних з гірництвом і розробкою родовищ корисних копалин. Зразки текстів – автентичні, різножанрові, взяті з реального життя, містять цікаву й актуальну інформацію про особливості видобутку мінеральних ресурсів в провідних країнах світу, сучасний підхід до розробки родовищ тощо. Ресурси для самостійної роботи (Частина ІІ) містять завдання та вправи для розширення словникового запасу та розвитку знань найуживанішої термінології з гірництва, що спрямовано на організацію самостійної роботи з розвитку мовленнєвих умінь, знань про корисні копалини, методи їх видобутку. За допомогою засобів діагностики студенти можуть самостійно перевірити засвоєння навчального матеріалу й оцінити свої досягнення. Призначений для студентів вищих навчальних закладів, зокрема технічних університетів. Може використовуватися для самостійного вивчення англійської мови викладачами, фахівцями і науковцями різних галузей

Prospective tendencies of coal mining risk management

Purpose. The main purpose is to identify underground coal mining risks as well as approaches for their reasonable and efficient management taking into consideration internal production reserves in order to improve technological processes’ efficiency and operational efficiency. Methods. In order to achieve a target goal, the paper highlights and analyzes production processes involving the highest risk level. Methods of analogous risk characteristics, systematic approach towards developing a system of coal mining risk management as well as methods of distributed control have been applied to develop risk management innovative methods. Findings. The reasons stipulating coal mining risks based upon geologic, technologic, and economic aspects of mining practice as well as imperfection of human psychology, have been defined. Attention is drawn to the necessity to involve efficient counterweights relying upon additional bonuses for detecting violations, innovative trainings, and training of personnel to prevent safety inhibitions. A matrix structure has been demonstrated as the optimum structure for risk management, which should implement the idea of distributed control. Combination of effective operative information support with a system of open communication helps to develop conditions to change attitude of participants of underground coal mining towards risks to ensure safety. Originality. For the first time, the reasonability of combining matrix structure with distributed risk management has been demonstrated as well as substitution of unifactor discrete cumulative characteristic of explosion probability or methane ignition for analogous characteristic, dependent on several factors. Practical implications. Performance assessment throughout coal mines’ operations improves reliability and safety of production processes and mining practices as well as provides for proactive risk management.Мета. Виявлення ризиків підземного вуглевидобутку, а також підходів до їх раціонального та оперативного управління з урахуванням внутрішніх резервів виробництва для підвищення ефективності технологічних процесів і операцій. Методика. Для досягнення поставленої мети в роботі виділені та проаналізовані виробничі процеси, що володіють найбільш високим ступенем ризиків, а для розробки інноваційних шляхів управління ризиками використані методи аналогових характеристик ризику, системний підхід до створення системи керуванням ризиками вуглевидобутку, методи розподіленого управління. Результати. Надано характеристику причин, що визивають ризики вуглевидобутку, заснованих на геологічних, технологічних та економічних аспектах гірничого виробництва, а також викликаних недосконалістю людської психології. Акцентовано увагу на необхідності залучення ефективних противаг, заснованих на додатковому преміювання за виявлення порушень, на інноваційних тренінгах і навчанні персоналу для запобігання порушенню безпеки. Показано, що оптимальною структурою управління ризиками є матрична, яка повинна реалізувати принцип розподіленого управління. Поєднання ефективного оперативного інформаційного забезпечення з системою відкритої комунікації дозволяє створити умови для зміни ставлення учасників процесу підземного вуглевидобутку до ризиків для забезпечення безпеки. Наукова новизна. Вперше показана доцільність комбінування матричної структури і розподіленого управління ризиками, а також заміни однофакторної дискретної кумулятивної характеристики ймовірності вибуху або спалаху метану на аналогову, що залежить від декількох факторів. Практична значимість. Врахування результатів роботи при функціонуванні вугільних шахт підвищує надійність і безпеку виробничих процесів та операцій видобутку, а також забезпечує проактивне управління його ризиками.Цель. Выявление рисков подземной угледобычи, а также подходов к их рациональному и оперативному управлению с учетом внутренних резервов производства для повышения эффективности технологических процессов и операций. Методика. Для достижения поставленной цели в работе выделены и проанализированы производственные процессы, обладающие наиболее высокой степенью рисков, а для разработки инновационных путей управления рисками использованы методы аналоговых характеристик риска, системный подход к созданию системы управлением рисков угледобычи, методы распределенного управления. Результаты. Дана характеристика причин, вызывающих риски угледобычи, основанных на геологических, технологических и экономических аспектах горного производства, а также вызванных несовершенством человеческой психологии. Акцентировано внимание на необходимости задействования эффективных противовесов, основанных на дополнительном премировании за выявление нарушений, на инновационных тренингах и обучении персонала для предотвращения нарушения безопасности. Показано, что оптимальной структурой управления рисками является матричная, которая должна реализовать принцип распределенного управления. Сочетание эффективного оперативного информационного обеспечения с системой открытой коммуникации позволяет создать условия для изменения отношения участников процесса подземной угледобычи к рискам для обеспечения безопасности. Научная новизна. Впервые показана целесообразность комбинирования матричной структуры и распределенного управления рисками, а также замены однофакторной дискретной кумулятивной характеристики вероятности взрыва или вспышки метана на аналоговую, зависящую от нескольких факторов Практическая значимость. Учет результатов работы при функционировании угольных шахт повышает надежность и безопасность производственных процессов и операций добычи, а также обеспечивает проактивное управления ее рисками.The paper did not originate from any project and no funding was raised

Англійська мова для навчання і работи. Навчальний посібник з англійської мови за професійним спрямуванням для студентів і фахівців галузі знань 0503 Розробка корисних копалин Т 1

A coursebook includes all the activities of students’ work at ESP course aimed at development of language behaviour necessary for effective communication of students in their study and specialism areas. The tasks and activities given in the coursebook are typicalfor students’ academic and professional domains and situations. The content is organized in modules that covers generic job-related language skills of engineers. The authentic texts taken from real life contain interesting up-to-date information about mining, peculiarities of study abroad, customs and traditions of English-speaking countries. Pack of self-study resources given in Part II contains Glossary of mining terms, tasks and activities aimed at developing a range of vocabulary necessary for mining, different functions and functional exponents to be used in academic and professional environment as well as tasks developing self-awareness, self-assessment and self-organisation skills. Testing points for different grammar structuresare given in Part III. Indices at the end of each part easify the use of the coursebook. The coursebook contains illustrations, various samples of visualizing technical information. The coursebook is designed for ESP students of non-linguistic universities. It can be used as teaching/learning materials for ESP Courses for Mining Engineers as well as for self-study of subject and specialist teachers, practicing mining engineers and researchers in Engineering.У посібнику представлені всі види діяльності студентів з вивчення англійської мови, спрямовані на розвиток мовної поведінки, необхідної для ефективного спілкування в академічному та професійному середовищах. Навчальний посібник містить завдання і вправи, типові для різноманітних академічних та професійних сфер і ситуацій. Структура організації змісту– модульна і охоплює загальні мовленнєві вміння інженерів. Зразки текстів– автентичні, взяті з реального життя, містять цікаву та актуальну інформацію про видобувничу промисловість, особливості навчання за кордоном, традиції та звичаї країн, мова яких вивчається. Ресурси для самостійної роботи(Том ІІ) містять глосарій термінів, завдання та вправи для розвитку словарного запасу та розширення діапазону функціональних зразків, необхідних для виконання певних функцій, та завдання, які спрямовані на розвиток навичок самооцінювання і організації свого навчання. Граматичні явища і вправи для їх засвоєння наводяться в томі ІІІ. Наприкінці кожної частини наведено алфавітно-предметні покажчики. Багато ілюстрацій та різних візуальних засобів подання інформації. Навчальний посібник призначений для студентів технічних університетів гірничого профілю. Може використовуватися для самостійного вивчення англійської мови викладачами, фахівцями і науковцями різних інженерних галузей

Automation of the longwall mining system

Cost effective, safe, and technologically sound applications of automation technology to underground coal mining were identified. The longwall analysis commenced with a general search for government and industry experience of mining automation technology. A brief industry survey was conducted to identify longwall operational, safety, and design problems. The prime automation candidates resulting from the industry experience and survey were: (1) the shearer operation, (2) shield and conveyor pan line advance, (3) a management information system to allow improved mine logistics support, and (4) component fault isolation and diagnostics to reduce untimely maintenance delays. A system network analysis indicated that a 40% improvement in productivity was feasible if system delays associated with all of the above four areas were removed. A technology assessment and conceptual system design of each of the four automation candidate areas showed that state of the art digital computer, servomechanism, and actuator technologies could be applied to automate the longwall system

New possibilities of calculating the volumes of extracted masses in the surface mining of brown coal

The companies engaged in brown coal mining are looking for ways of managing the mining process as efficiently as possible. The principal mining technology used for brown coal mining in our country, but also in Germany and Poland, are wheel excavators. The evolving GNSS technology has enabled designing and realisation of systems for determining the spatial position of the excavator wheel. The visualisation of the wheel's spatial position and tracking of its real-time motion is performed in the Czech Republic by the program Mine Model developed by the company KVASoftware. One of the most important tasks of mine surveyors is the calculation of the volumes of the extracted masses. The described system performs this task in real-time. This article describes an application that is used to automate volume calculations