The technical capacity of the wide-band analysis application to prediction of rock burst and mining tremor

Do powszechnych zjawisk występujących w górnictwie podziemnym należą wstrząsy i tąpnięcia, które stanowią istotne zagrożenie dla znajdujących się pod ziemią ludzi oraz mogą spowodować znaczne straty finansowe. Odpowiednio wczesne wykrycie nadchodzącego zagrożenia zdecydowanie poprawiłoby bezpieczeństwo załogi jak również pozwoliłoby ograniczyć straty ekonomiczne. Niestety nie zostały dotychczas opracowane dostatecznie skuteczne systemy predykcji tych zjawisk. Niemniej jednak szczury, które żyją w podziemnej części kopalni, wykrywają zbliżające się zagrożenie dużo wcześniej w stosunku do zainstalowanej aparatury. Nadzwyczajne umiejętności tych gryzoni wynikają w znacznej mierze z możliwości ich zmysłów pozwalających na rejestrowanie drgań mechanicznych w szerokim zakresie od infradźwięków do ultradźwięków. Istotnym problemem technicznym w opracowaniu aparatury naśladującej zmysły szczura jest uzyskanie odpowiedniej czułości i rozdzielczości detektora w zakresie niskich częstotliwości przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniego stosunku sygnał szum. W artykule przedstawiono koncepcję konstrukcji szerokopasmowego detektora mikrodrgań jako elementu systemu predykcji zagrożeń sejsmicznych.The underground rock burst and mining tremor are well-known phenomenon, which are a serious threat to beneath the underground people and can cause significant economical losses. The early enough detection of approaching dangerous would significantly improve the safety of the crew and it would reduce economic losses. Unfortunately, they have not yet developed sufficiently effective systems for prediction of these phenomena. However, the rats that live in the underground of the mine can detect the coming dangerous much earlier in relation to so far used equipments. unique ability of these rodents largely due to the possibility of their senses for the registration of mechanical vibrations in a wide range of infrasound to ultrasound. An important technical problem in the development of devices mimicking the senses rat to obtain adequate sensitivity and resolution of the detector in the low frequency range while ensuring appropriate the signal to noise ratio.The paper presents the concept of construction wideband micro-vibrations detector as a part of the seismic hazards prediction system

Gas detector based on the absorption of electromagnetic waves in the range of middle infrared

Jedna z najefektywniejszych metod badania składu chemicznego gazów wykorzystuje absorpcję fal elektromagnetycznych w zakresie podczerwieni (infrared - IR). Przyrządy wykorzystujące to zjawisko od dawna są powszechnie stosowane w laboratoriach i umożliwiają wykrycie równocześnie bardzo wielu związków. Niestety są to urządzenia o dużych wymiarach i nie są przystosowane do pracy w atmosferze wybuchowej. Detektor gazów, którego koncepcja zostanie przedstawiona w niniejszym artykule, umożliwi oznaczenie stężenia tylko kilku wybranych związków w atmosferze np. metanu, lecz jednocześnie będzie się cechował mniejszymi wymiarami oraz dużo mniejszym poborem mocy w stosunku do urządzeń laboratoryjnych. Ponadto może zostać zaadaptowany do pracy w atmosferze wybuchowej. Projektowany detektor będzie pracował w zakresie środkowej podczerwieni, gdzie metan wykazuje najsilniejszą absorpcję promieniowania lR. Rozwiązanie to umożliwi uzyskanie większej czułości przyrządu w stosunku do dostępnych w handlu urządzeń tego typu wykorzystujących bliską podczerwień. Na podstawie przeprowadzonych badań, stanie się możliwe skonstruowanie w przyszłości komercyjnego nowoczesnego czujnika różnych gazów, konkurencyjnego wobec standardowych technologii.One of the most efficient methods to examine the chemical composition of gases is the method which makes use of the absorption of electromagnetic waves in the range of infrared. The instruments which use this phenomenon have been commonly applied in laboratories and enable to detect many chemical compounds simultaneously. Unfortunately, these are large-size devices and are not adapted to work in explosion atmospheres. The gas detector presented in this article will enable to determine the concentration values of only few selected compounds in the atmosphere, e.g. methane. Yet, at the same time, it will have a smaller size and lower power consumption in comparison with laboratory apparatus. Additionally, the detector can be adapted to work in explosion atmospheres. The developed detector will work in the range of middle infrared where methane shows the strongest absorption of infrared radiation. This solution will allow to have a device which is more sensitive than near-infrared devices available on the market. Based on the conducted research it will be possible to develop a commercial version of a modern multi-gas detector which is going to be competitive with standard technologies

The new technology methods in physical chemistry and materials science of higher performance of processing techniques in the coal industry and energy

Rozwój inżynierii materiałowej oraz najnowsze wyniki badań stosowanych w zakresie fizyki i chemii ciała stałego umożliwiły opracowanie nowych metod kontroli jakości i przetwarzania paliw stałych. W skali laboratoryjnej powstały zaawansowane metody wytwarzania energii elektrycznej z węgla z pominięciem przetwarzania na energię cieplną i mechaniczną. Ogół tych procesów umożliwia wzrost sprawności energetycznej wytwarzania energii elektrycznej. Jest to szczególnie istotne zagadnienie z punktu widzenia krajów, w których energetyka opiera się na węglu kamiennym lub brunatnym.The new developments in materials science and latest results of research in the field of applied physics and solid state chemistry, enabled the new methods for quality and processing control of solid fuels. There are many novel advanced methods of producing electricity from coal based on fuel cell, there is no necessary chemical to thermal and mechanical energy converting. Generally, these processes allows an increase of energy efficiency electricity generation process. This is particularly important in the countries with the energy of coal based

The influence of recent microelectronics and nanotechnology research for industrial processes safety

W ciągu ostatnich dziesięciu lat nastąpił silny rozwój nanotechnologii, co w konsekwencji zaowocowało powstaniem nowych materiałów oraz układów elektronicznych, w tym kolejnej generacji sensorów. Zastosowanie nowych rozwiązań już dzisiaj istotnie wpływa na wzrost wydajności procesów przemysłowych oraz ich bezpieczeństwo. W artykule przedstawiono analizę najnowszych osiągnięć m.in. w dziedzinie nanotechnologii w kontekście nowych aplikacji. Znaczna część zaprezentowanych rozwiązań znajduje lub znajdzie zastosowanie m.in. w przemyśle wydobywczym i energetycznym.In the past ten years there has been a strong development of nanotechnology, which in turn led to the creation of new materials, electronics devices and next sensors generation. The new applied solutions significantly affect on the progress in the performance of industrial processes and their safety. The paper presents an analysis of the latest developments in the field of nanotechnology and their new applications. A large part of the presented technologies are already applied or they will be applied in the future, inter alia, in the mining industry and energy sectors

Application of Arduino Module to Research in Surface Physics

During the semiconductor or graphene wafers surface were investigated, the Arduino module was applied to control the impact point of the laser beam. While the pulse signal of laser beam impacts to surface selected material and the material is exposed to enough strong magnetic field, the photomagnetoelectric effect takes place. This causes the electrical signal in the measurement coil, which is connected to amplifiers. The paper presents application of Arduino UNO module to control the position in two dimensions (in the XY plane) of investigated silicon or graphene wafers while the photomagnetoelectric effect is measuring. The Arduino drive (through the integrated circuit with power transistors) the steps and shift of a dedicated table with a sample situated at the top of the table. Constructed equipment, based on Arduino board, allows for one step size of 1.25 μm in X-axis and Y-axis, and in effect, the each square millimeter contains 640000 measurement points. We are able also to modify the Arduino program for motors controller any moment. Moreover, it is also possible to apply the obtain method to investigate another semiconductor materials. The commercially available similar devices don’t have all need functions and they are incomparably more expensive

A Fast Method of Identifying Rechargeable Batteries Condition and Defects

The paper presents fast method of identifying industrial and general use rechargeable batteries condition and defects exemplary lithium-ion cells. The proposed method is based on measuring a internal battery electrical impedance for selected frequency points and the next the results are compare with reference characteristics. Diagnostic process is performed for a few minutes when the battery is charging or discharging. So far used, the most popular methods require controlled charging and discharging cells to determine approximately of their capacity and need a long time of the diagnostic process (about few hours to over a dozen hours). The new method allows the dramatically reduction of measurement time and in effect reduces financial work costs of service. The paper shows a various setup systems with commonly use RLC impedance bridges were used in the research. The analysis of measurements allowed to determine the specific spectral function, which indicates rechargeable battery condition. Moreover, it is also possible to apply the obtain method to another electrochemical cell type

Uwarunkowania wdrożeniowe autonomicznego ścianowego systemu metanometrycznego zabezpieczającego przed nagłym wypływem metanu

W artykule przedstawiono genezę opracowania nowego systemu metanometrycznego, którego głównym przeznaczeniem jest realizacja autonomicznego szybkiego zabezpieczania rejonu ścian silnie metanowych przed skutkami nagłego wypływu metanu ze zrobów do przestrzeni roboczej wyrobiska ścianowego. Omówiono koncepcję nowego systemu oraz wyniki jego testowania, co było przedmiotem zadania badawczego nr 8 realizowanego w ramach projektu „Poprawa bezpieczeństwa w kopalniach”. Zwrócono uwagę na wymagania wdrożeniowe – począwszy od uzyskania niezbędnych certyfikatów i dopuszczeń, poprzez zabudowę w konkretnym rejonie eksploatacyjnym, do jego bieżącej pracy w integracji z dotychczas stosowanymi systemami gazometrii stacjonarnej. Wskazując możliwości, jakie stwarza nowy system w działaniach związanych z zarządzeniem bezpieczeństwem zakładu górniczego, podkreślono znaczenie systematycznego prowadzenia analiz ryzyka wybuchu metanu w rejonach ścian wydobywczych.The paper features the development origin of a new methane measuring system whose main purpose is to provide quick protection of heavily saturated methane longwalls against a sudden emission of methane from goafs into the working area of the longwall. The concept of the new system was discussed along with its testing results. This work was the subject of task 8 of the project devoted to improving safety in mines. The focus was put on implementation conditions: from obtaining indispensable certificates and admissions, through the installation in the given exploitation area, to the system integration with already existing stationary gas measuring systems. The possibilities of the new system were stressed as far as the safety management of the mine was concerned. Here, the authors pointed at the significance of systematic risk analyses with respect to methane explosions in longwall areas

Impact of atmospheric pressure on the readings of a pellistor methane meter

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu ciśnienia gazu na wskazania metanomierza pellistorowego. Na podstawie dostępnej literatury stwierdzono, iż badania tego typu nie były dotychczas przeprowadzane. Rezultaty pracy mają istotne znaczenie ze względu na stosowanie metanomierzy pellistorowych w kopalniach, gdzie wartość ciśnienia jest zależna od głębokości poziomu, na którym jest ono mierzone.The article features the results of testing the impact of gas pressure on the readings of a pellistor methane meter. Based on the available literature it was found out that relevant tests had not been conducted so far. The results of the work are of great significance due to the use of pellistor methane meters in mines where the pressure value depends on the depth of the level on which the pressure is measured

Autonomiczny światłowodowy układ monitorowania stężenia gazów z zasilaniem termoelektrycznym

This paper presents the concept of an autonomous measuring instrument powered by a locally accessible source of heat with a contact surface area of over a dozen or several dozen cm2 and a temperature higher or lower than the ambient temperature. The design and construction of the measuring device will be based on two modules developed and constructed in the course of previous work: a dedicated low-power thermoelectric generator and luminescent fiber-optic detector. The system can be additional equipped with a wireless transmission module. The studies show that, due to the power supply and photoluminescent measurement system with high stability of the operating point, this device will be capable of continuous operation without maintenance for many months.W artykule została przedstawiona koncepcja autonomicznego przyrządu pomiarowego zasilanego lokalnie dostępnym źródłem ciepła o powierzchni kontaktowej od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów kwadratowych i temperaturze wyższej lub niższej od temperatury otoczenia o kilkanaście stopni Celsjusza. Opisano budowę i zasadę działania dwóch opracowanych w toku dotychczasowych prac modułów: dedykowanego generatora termoelektrycznego małej mocy oraz luminescencyjnego, światłowodowego detektora gazów. Przeprowadzone badania wskazują, że układ pomiarowy oparty na zaprezentowanej technologii będzie przez wiele miesięcy zdolny do ciągłego działania bez obsługi serwisowej