Analysis of changing mine fire development

Prowadzenie eksploatacji w polskich kopalniach węgla kamiennego wiąże się z występowaniem wielu zagrożeń naturalnych. Jednym z nich jest zagrożenie pożarami endogenicznymi. Wynika ono z faktu, iż eksploatowana kopalina jest palna i posiada mniejszą bądź większą skłonność do samozapalenia. Na przestrzeni lat liczba pożarów występujących w kopalniach została znacząco zredukowana. Pomimo tego wystąpienie pożaru niesie za sobą poważne konsekwencje. Stanowi zagrożenie dla pracującej pod ziemią załogi, ale także bardzo często wymaga poniesienia znacznych strat materialnych. Wykrycie pożaru w kopalniach podziemnych następuje zazwyczaj stosunkowo szybko. Wynika to ze stosowania systemów CO-metrii automatycznej. Ważne jest jednak w przypadku wykrycia zagrożenia odpowiednich działań zmierzających do możliwie szybkiego zabezpieczenia rejonu objętego pożarem. Bardzo ważne jest bowiem nie dopuszczenie do rozwinięcia pożaru. W artykule przeprowadzona została analiza prędkości spalania węgla w ognisku pożaru oraz wariantowa prognoza temperatury gazów pożarowych za ogniskiem pożaru. Przeprowadzone obliczenia pozwalają stwierdzić, że w celu ograniczenia skutków pożaru, w pierwszej kolejności należy dążyć do jak najszybszego odcięcia dopływu powietrza do ogniska pożaru.Mining coal seams in Polish coal mines are connected with natural hazards occurrence. One of this hazards is fire hazard resulting from mining combustible material. Each type of coal is more or less combustible. Although in recent years the number of fires has decreased significantly, the occurrence of fire in the underground mine is very dangerous. It endangers miners’ lives and also leads to substantial material damage. Usually the detection of fire is relatively quickly, because in mines CO-detection systems are used. However, it’s very important to take prompt decisions when a fire occurs in a mine. The most important thing is not to allow for the development of a fire. The analysis of changing in the mass of burned coal and prediction of fire gases temperature are conducted in the article. These analysis show that the best way to reduce the fire development is reducing significantly the volumetric airflow through the excavation with fire

Methane hazard and its prevention in aspects of the use of methane in Polish coal mines

W artykule poruszona została problematyka zagrożenia metanowego w polskich kopalniach węgla kamiennego. Przedstawiono, jakie działania profilaktyczne są podejmowane w celu jego zwalczania. Szczególną uwagę zwrócono na prowadzenie odmetanowania. Zaprezentowane zostały przykłady rozmieszczenia otworów drenażowych w rejonie ściany przy różnych sposobach jej prowadzenia. W drugiej części artykułu poruszona jest kwestia wykorzystania gazu pochodzącego z systemów odmetanowania kopalń. Zarówno aspekty ekonomiczne, jak i ekologiczne przemawiają za tym, aby ten gaz w jak największym stopniu został gospodarczo wykorzystany. Przedstawione zostały różne technologie zagospodarowywania metanu. Zestawione zostały także układy wykorzystujące metan pracujące w polskich kopalniach węgla kamiennego.This article takes up a subject of methane hazard in Polish coal mines. CH4 in mines should be mainly considered as a methane hazard. Good preventive measures is the base to enable safe exploitation and the best one is methane drainage. In this article we present examples of locations of methane drainage boreholes in working face. The second part of this article touch upon a question of using it. Economic and ecological aspects determine the gas to be exploited. Moreover, we present various technologies to use methane and we have listed also systems using methane in Polish coal mines

Measurements of methane emission to headings drivages with continuous miners in coal seams

W artykule scharakteryzowano źródła wydzielania metanu do wyrobiska chodnikowego. Podano zależności dzięki którym można obliczyć strumień wydzielanego metanu z urobionego węgla, powierzchni ociosów węglowych wyrobiska oraz czoła przodka. Przedstawiono wyniki pomiarów wydzielania metanu do wyrobisk drążonych kombajnami w silnie metanowych kopalniach, które były przewietrzane przy pomocy wentylacji kombinowanej (tłoczącej z krótkim lutniociągicm ssącym z zainstalowanym odpylaczem). Na podstawie tych wyników wyznaczono współczynnik charakteryzujący szybkość oddawania metanu przez węgiel z ociosu oraz intensywność wydzielania metanu q/o z odsłoniętej powierzchni calizny węglowej. Wielkość tych współczynników uzależniono od średniej metanonośnośei pokładu (stwierdzonej podczas drążenia wyrobiska). Określono również procentowy udział strefy przodkowej obejmującej długość 50 m od przodka wyrobiska w całkowitym strumieniu objętościowym metanu. Z tych badań wynika, że na tę strefę przypada około 65% całkowitego wydzielania metanu do wyrobiska.This article characterizes the sources of methane emission to a heading. Dependencies, on whose basis the stream of methane emitted from extracted coal, surface area of coal walls and face of heading can be calculated, are given. The results of measurements of methane emission to headings with continuous miners of very gassy mines, which were ventilated by means of overlap auxiliary ventilation system (main forcing duct and short exhaust duct with a dust seperator) are presented. On the basis of those results the co-efficient characterizing velocity of methane emission from surface area of coal wall and intensity of emission from exposed surface area of coal was determined. The values of those co-efficients are dependent on average methane content of coal seam (which was determined during underground drivages). The percentage contribution of face zone of heading comprising 50 m from the face in total volumetric methane flow was also determined. On the basis of those measurements it can be concluded that this zone includes 65% of total methane emission into a heading

Determination of methane content in coal using a new method with analyzes of the uncertainty of measurements

W polskich kopalniach węgla kamiennego powszechnie występuje zagrożenie metanowe. Jest ono związane z obecnością metanu w węglu i jego uwalnianiem się do wyrobisk w wyniku prowadzonej eksploatacji. Zagrożenie to stanowi duże niebezpieczeństwo dla pracujących pod ziemią załóg. Prawidłowe rozpoznanie zagrożenia metanowego ma istotne znaczenie dla doboru profilaktyki jego zwalczania. Rozpoznanie to jest prowadzone na etapie drążenia wyrobisk i wykonywania wierceń rozpoznawczych. Parametrem węgla służącym do oceny tego zagrożenia jest metanonośność, której oznaczanie, zgodnie z obowiązującymi przepisami, jest obligatoryjne w polskich kopaniach węgla kamiennego. Dla celów oznaczania metanonośności opracowana została nowa metoda oznaczania metanonośności. W artykule przedstawiona została charakterystyka tej metody. Głównie jednak uwaga skupiona została na przeprowadzonej ocenie niepewności pomiarowej związanej z oznaczaniem metanonośności. W artykule zaprezentowany został również program komputerowy AGHGAZ służący do prowadzenia oznaczeń.Methane has a bad influence on safety in underground mines as it is emitted to the air during mining works. Appropriate identification of methane hazard is essential to determine methane hazard prevention methods, ventilation systems and methane drainage systems. Methane hazard is identified while roadways are driven and boreholes are drilled. Methane content in coal is one of the parameters which is used to assess this threat. This is a requirement according to the Polish mining law. For this purpose a new method for determining methane content in coal in underground coal mines has been developed. This method consists of two stages - collecting samples in a mine and testing the samples in the laboratory. The stage of determining methane content in a coal sample in a laboratory is essential. This paper presents the estimation of measuremen uncertainty of determining methane content in a coal sample according to this methodology and computer software AGHGAZ to conduct the measurements

Air pollution by diesel exhaust during drifting headings with diesel-powered vehicles

W artykule przedstawiono sposoby wentylacji drążonych wyrobisk, w których pracują maszyny samojezdne z wysokoprężnymi silnikami spalinowymi. Scharakteryzowano czynniki wpływające na wielkość emisji spalin oraz omówiono szkodliwe oddziaływanie stałych i gazowych składników spalin. W celu oceny zanieczyszczenia atmosfery wyrobisk stałymi i gazowymi składnikami spalin silników Diesla podczas pracy maszyn samojezdnych wykonano pomiary zawartości części stałych i składników gazowych w powietrzu. Wyniki zostały opracowane statystycznie. Określono warunki przewietrzania, dla których będą zachowane dopuszczalne stężenia z uwagi na zanieczyszczenia stałymi i gazowymi składnikami spalin.The ventilation methods of drifted headings where diesel-powered vehicles work were presented in the paper. The factors influencing exhaust emission are characterized and harmfulness of both exhaust components: particles and gases is discussed. In order to determine air pollution by diesel particles and gases of both particles and gases were taken. The results statistically analyzed. The ventilation conditions for preserving permissible diesel gases and particle concentration content

Microclimate conditions of unique objects in underground object of salt mine

Stan zachowania solnych eksponatów w postaci rzeźb solnych, reliefów, czy kryształów solnych zależy od parametrów powietrza w miejscu ich przechowywania. W obiektach podziemnych eksponaty te występują w środowisku powietrza wentylacyjnego, sprowadzanego z powierzchni, którego parametry termodynamiczne ulegają zmianie w ciągu roku. W artykule omówiono procesy wymiany ciepła i wilgoci, jakie zachodzą pomiędzy solą kamienną a powietrzem. Określono wartości parametrów powietrza, przy których zachodzić będą zjawiska szkodliwe dla rzeźb i kryształów solnych. Przedstawiono możliwości zabezpieczenia szczególnie cennych kryształów solnych w wyrobiskach podziemnych.The conditions in which salt exhibits are preserved in the form of salt sculptures, reliefs or salt crystals depend on the parameters of air in the place where they are kept. In the case of underground objects, these exhibits are kept in ventilation air whose thermodynamic parameters change during the year. This paper presents the processes of heat and moisture exchange between rock salt and air. The values of air parameters for which harmful phenomena to sculptures and salt crystals are determined. The possibilities of preserving especially valuable salt crystals in underground excavations are also presented

Metoda wyznaczania zawartości metanu w pokładach węgla z określeniem niepewności pomiarowej

Methane has a bad influence on safety in underground mines as it is emitted to the air during mining works. Appropriate identification of methane hazard is essential to determining methane hazard prevention methods, ventilation systems and methane drainage systems. Methane hazard is identified while roadways are driven and boreholes are drilled. Coalbed methane content is one of the parameters which is used to assess this threat. This is a requirement according to the Decree of the Minister of Economy dated 28 June 2002 on work safety and hygiene, operation and special firefighting protection in underground mines. For this purpose a new method for determining coalbed methane content in underground coal mines has been developed. This method consists of two stages - collecting samples in a mine and testing the sample in the laboratory. The stage of determining methane content in a coal sample in a laboratory is essential. This article presents the estimation of measurement uncertainty of determining methane content in a coal sample according to this methodology.Odpowiednie rozpoznanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego ma istotne znaczenie dla doboru profilaktyki jego zwalczania. Rozpoznanie to jest prowadzone na etapie drążenia wyrobisk i wykonywania wierceń rozpoznawczych. Jednym z parametrów węgla służących do oceny stanu zagrożenia metanowego jest metanonośność, której oznaczanie, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych, jest obligatoryjne w polskich kopaniach węgla kamiennego. Metanonośność jest parametrem wykorzystywanym w prognozach metanowości, które służą do oceny stanu zagrożenia metanowego i pozwalają ustalić profilaktykę oraz sposoby jego zwalczania. Jest również parametrem decydującym o zaliczeniu pokładu lub jego części do jednej z kategorii zagrożenia metanowego oraz jest uwzględniana przy zaliczaniu pokładów do kategorii skłonnych do wyrzutów gazów i skał. W związku z tym istotne jest prowadzenie oznaczeń metanonośności zgodnie z ustaloną metodyką badawczą, która pozwoli na uzyskiwanie wystarczająco dokładnych wyników, a wyniki oznaczeń będą uzyskiwane stosunkowo szybko. Dla celów oznaczania metanonośności opracowana została nowa metoda oznaczania metanonośności. W artykule przedstawiona została charakterystyka opracowanej metody, jak również opisany został sposób obliczania wyniku końcowego oznaczenia. W celu wyznaczenia zawartości metanu w próbce węgla należy wykonać obliczenia zgodnie z zależnościami (4.1-4.10). Zgodnie z opracowaną metodą wynik końcowy oznaczenia metanonośności stanowi określona w laboratorium zawartość metanu w próbce węgla powiększona o wyznaczony doświadczalnie współczynnik przeliczeniowy, który uwzględnia stratę gazu związaną z poborem próbki węgla do badań w warunkach kopalnianych wg wzoru (4.11). Wyznaczenie straty gazu związanej z poborem próbki węgla do badań zostało określone w oparciu o badania sorpcji i desorpcji metanu z próbek węglowych. Dla opracowanej metody straty gazu zostały przyjęte na poziomie 12%. Z punktu widzenia wyznaczenia metanonośności ważnym etapem jest określenie zawartości metanu w pobranej do badań próbce węgla. W tym celu uwzględniane jest 13 parametrów, które mierzone są w czasie poboru próbki do badań oraz w czasie jej późniejszego badania w laboratorium. Parametry te, wraz z błędami związanymi z ich pomiarem, zostały zestawione w tabeli 1. Zależność pozwalającą na wyznaczenie zawartości metanu w próbce węgla, uwzględniającą wszystkie parametry potrzebne do jej wyznaczenia, można zapisać w postaci równania (6.1). Z uwagi na przyjęcie wyznaczonego doświadczalnie współczynnika uwzględniającego stratę gazu związaną poborem próbki węgla do badań w artykule przeprowadzona została analiza niepewności pomiarowej związanej z wyznaczaniem zawartości metanu w próbce węgla w laboratorium. Obliczenia niepewności zostały wykonane dla niepewności standardowej oraz niepewności maksymalnej. W tym celu wyznaczono pochodne cząstkowe zawartości metanu w próbce węgla względem poszczególnych parametrów wchodzących w skład zależności (6.1). Pochodne te zestawiono w tabeli 2. Otrzymane dla przeprowadzonych oznaczeń wyniki pozwalają stwierdzić, że dla przeanalizowanych próbek węgla względna niepewność standardowa wyznaczenia zawartości metanu w próbce węgla nie przekroczyła 2,5%, natomiast względna niepewność maksymalna nie przekroczyła 7,0%. Przedstawione na rysunkach 4 i 5 wykresy pozwalają stwierdzić, że większą niepewnością względną charakteryzują się oznaczenia metanonośności wykonywane dla niższych zawartości metanu w węglu. Przeprowadzona analiza objęła również wyznaczenie udziałów błędów popełnianych przy wyznaczaniu poszczególnych parametrów mających wpływ na ostateczny wynik oznaczenia zawartości metanu w próbce węgla. Analiza średnich udziałów tych błędów w niepewności wyznaczenia zawartości metanu w próbce świadczy o tym, że na wynik oznaczenia największy wpływ ma dokładność oznaczenia takich parametrów jak: stężenie metanu w mieszaninie z odgazowania, masa próbki węgla, ciśnienie w zbiorniku pomiarowym, objętość zbiornika pomiarowego, zawartość popiołu oraz stężenie metanu w wyrobisku w momencie poboru próbki do badań. Udziały błędów pomiarowych poszczególnych parametrów w niepewności wyznaczenia zawartości metanu w próbce węgla zostały przedstawione w tabeli 3. Dokładność wyznaczenia pozostałych parametrów jest wystarczająco duża i nie wpływa w sposób istotny na wynik oznaczenia

Impact assessment of tche applying additional forcing fans for the air distribution in ventilation network in copper ore mine

Eksploatacja w kopalni rud miedzi wymaga udostępniania nowych partii złoża. Wydobycie prowadzone jest z czynnych wyrobisk podziemnych, a przy znacznych odległościach projektuje się najczęściej szyby wdechowe. Z uwagi na duże odległości pomiędzy projektowanymi szybami wdechowymi a istniejącymi szybami wydechowymi mogą występować trudności z doprowadzeniem wymaganych ilości powietrza do projektowanych oddziałów wydobywczych. Dlatego też rozważne są możliwości zabudowy podziemnej stacji wentylatorów tłoczących na podszybiu szybu wdechowego. Ich celem jest zwiększenie objętościowego natężenia przepływu powietrza w sieci wentylacyjnej. W oparciu o obliczenia rozpływu powietrza w sieci wentylacyjnej jednej z kopalń rud przedstawiono ocenę skuteczności takiego rozwiązania.Mining progress in underground copper ore mines requires workings in newly-opened deposits. The excavation is being carried from the operationg workings and when there are long distances the downcast shafts are designed. In many cases the distance between downcast and ventilations shafts are relatively big, so there might be a problem with necessary air flow distribution in new mining districts. In the article the author presented the efficiency of such a development, based on calculating the air distribution inside the ventilation network of a copper mine.Therefore the possibilities to install the subsurface fan stations with forcing fans at the bottom of the downcast shaft are considered

Effectiveness of methane drainage from the rock mass with the parallel ventilation heading during longwall mining

Odmetanowanie w polskich kopalniach węgla kamiennego jest prowadzone w celu zmniejszenia wydzielania metanu do wyrobisk górniczych, co pozwala na utrzymanie dopuszczalnego stężenia w przepływającym powietrzu przez wyrobiska górnicze. W ten sposób zapewniane jest bezpieczeństwo pracującej załodze. W artykule przedstawiono sposób odmetanowania w ścianie 2 w pokładzie 506, który jest eksploatowany w warunkach wysokiego zagrożenia metanowego. W przypadku analizowanego wyrobiska ścianowego, wydzielający się metan z frontu ściany jest odprowadzany równoległym chodnikiem wentylacyjnym. W artykule przedstawiono wpływ systemu przewietrzania wyrobiska ścianowego na efektywność odmetanowania w ścianie 2 w pokładzie 506. W celu oceny wielkości zagrożenia metanowego wykonano pomiary stężenia metanu, prędkości powietrza, ciśnienia absolutnego powietrza oraz stężenia i ilości metanu ujmowanego przez system odmetanowania. Wyniki uzyskane z badań zostały wykorzystane do określenia zmian metanowości bezwzględnej, wentylacyjnej oraz ilości ujmowanego metanu wraz z efektywności odmetanowania.Methane drainage is used in Polish coal mines in order to reduce mine methane emission as well as to keep methane concentration in mine workings at safe levels. This paper describes the method of methane drainage used in longwall 2 in seam no. 506. In Poland, coal seams are frequently mined under difficult conditions of very high methane hazard. In such situations, methane is drained by means of parallel ventilation headings. This paper shows the influence of a specific ventilation system on the drainage efficiency at longwall 2 in seam no. 506. In this longwall, measurements of methane emission and the efficiency of the drained methane were taken. They consisted in gauging methane concentration, air velocity, absolute air pressure and the amount of methane removed by a drainage system. Experimental data was used to estimate the variations in absolute and ventilation methane-bearing capacity as well as to gauge the efficiency of methane drainage

Problem of bolts heads corrosion in respect of tubing lining safety in the shafts of KGHM Polska Miedź S.A.

W szybach wentylacyjnych kopalń KGHM Polska Miedź S.A. stwierdza się korozję łbów śrub tubingowych, która wynika z warunków środowiskowych. Zgodnie z wymaganiami śruby powinny przez cały okres funkcjonowania szybu odpowiadać wymaganiom normowym. W przypadku zmniejszania się objętości łbów istnieje obawa co do zachowania warunku ich nominalnej wytrzymałości na rozciąganie i tym samym zachowania bezpieczeństwa funkcjonowania całej kolumny tubingowej. W artykule przedstawiono wyniki analizy warunków środowiskowych panujących w szybach KGHM Polska Miedź S.A, ocenę stanu śrub po ich oczyszczeniu z produktów korozji i analizę badań wytrzymałościowo-deformacyjnych.The ventilation shafts in mines owned by KGHM Polska Miedź S.A. face the corrosion problem of the bolts that are installed at horizontal flanges of tubing rings. According to the requirements, the bolts should comply with the standard requirements throughout the lifetime of the shaft. If the volume of the heads decreases, the nominal tensile strength will also decrease. This may cause significant safety issue. This paper presents an analysis of environmental conditions prevailing in the KGHM Polska Miedź S.A shafts, in connection with the assessment of bolts condition based on strength and deformation tests