Czasopismo nowoczesnego górnictwa

Nr 1/2016 (528)

ARTUR DYLONG

Monitoring and prediction of methane emission in the longwall and possibilities to control the longwall system

Monitoring systems which are applied in mining today are based on solutions developed in 1990s. The knowledge about methane emission from rock mass and goafs, occurring during the longwall-based coal cutting process, has been well systematized. Normally, methane concentration is measured at the face ends. However, in the light of accidents which have happened over the last few years, such a solution does not see to be sufficient in certain conditions. Extra measurement points inside the longwall make it possible to monitor methane concentration as they enable a faster reaction to methane hazards in this area. What is more, it is possible to have shortterm prediction of methane hazards of relatively high accuracy. The paper presents methane hazard monitoring methods that have been used so far. It also describes a proposed system for measuring and predicting methane concentration in the longwall and for using the obtained knowledge about methane concentrations to control the operations of a cutter-loader. Finally, the author presented the results of experimental research to illustrate the efficiency of the system.

Monitorowanie i prognozowanie wydzielania metanu w ścianie a możliwości sterowania kompleksem ścianowym

Stosowane w górnictwie systemy monitorowania opierają się na rozwiązaniach mających swe korzenie w latach 90. XX wieku. Wiedza na temat wydzielania metanu z górotworu i zrobów w procesie urabiania węgla metodą ścianową jest dobrze usystematyzowana. Standardowo pomiar metanu wykonuje się na wlocie i wylocie rejonu ściany. Jednak wypadki, które zdarzyły się w ostatnich latach, sugerują, że w pewnych warunkach takie rozwiązanie nie jest wystarczające. Wprowadzając dodatkowe punkty pomiarowe wewnątrz ściany, uzyskuje się nowe możliwości monitorowania stężenia metanu w postaci szybszego reagowania na zagrożenia metanowe wewnątrz ściany. Uzyskuje się także możliwość krótkoterminowego prognozowania stężenia metanu o stosunkowo dużej dokładności. W artykule opisano propozycję systemu umożliwiającego pomiary stężenia metanu w ścianie wydobywczej, prognozowanie stężenia metanu oraz wykorzystanie wiedzy o jego stężeniach do sterowania pracą kombajnu. Zaprezentowano również wyniki kilku badań eksperymentalnych ilustrujących efektywność proponowanego systemu.

MARCIN HABRYCH

Performance of current-voltage converter with amorphous core

The paper presents and discusses investigated results of metrological characteristics of a new generation of current-voltage converters manufactured with the use of the innovative technology of soft magnetic components. Current and angle errors of the converters together with current and frequency ranges of their work have been identified.

Działanie przetwornika prądowo-napięciowego z rdzeniem amorficznym

W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań charakterystyk metrologicznych nowej generacji przetworników prądowo-napięciowych wyprodukowanych przy użyciu innowacyjnej technologii miękkich części magnetycznych. Określono błędy prądowe i kątowe przetworników wraz z zakresami prądowymi i częstotliwościowymi ich pracy.

ZDZISŁAW KRZYSTANEK, JERZY MRÓZ, STANISŁAW TRENCZEK

Integrated system for monitoring and analysis of methane hazards in the longwall area

Polish hard coal mines with high methane explosion hazards commonly use systems for automatic monitoring of air parameters. These systems are used by ventilation personnel in preventive actions, simulation tests and designs. The systems work independently and the measurement data, needed for ventilation calculations, are used only off-line and in a small extent. As a result of that, the calculations are conducted on obsolete data and their results are often far from reality. The European project AVENTO dealt with the integration of systems that enable to supply measurement data to calculation programs working in real time mode. The integration enables to observe on-line the changes in ventilation parameters and the level of methane explosion hazard. In addition, it allows to calculate the hazard indicators stipulated by valid regulations, along with the balance of methane which is drained along ventilation paths and pipelines of the degassing system. The paper reports also result of in situ tests of the integrated system.

Zintegrowany system monitorowania i analizy zagrożenia metanowego w rejonie ściany wydobywczej

W polskich kopalniach węgla kamiennego o wysokim zagrożeniu metanowym powszechnie stosowane są systemy automatycznego monitoringu parametrów powietrza oraz systemy obliczeniowe wykorzystywane przez służby wentylacyjne w działalności profilaktycznej, badaniach symulacyjnych i pracach projektowych. Systemy te działają niezależnie, a dane pomiarowe, potrzebne do obliczeń wentylacyjnych, wykorzystuje się w niewielkim stopniu, wyłącznie w układzie off-line. W efekcie obliczenia wykonuje się na danych nieaktualnych, a wyniki często znacznie odbiegają od rzeczywistości. W ramach projektu europejskiego o akronimie AVENTO dokonano integracji systemów, umożliwiając ciągłe zasilanie programów obliczeniowych danymi pomiarowymi w czasie rzeczywistym. Integracja systemów umożliwia bieżącą obserwację zmian parametrów przewietrzania i poziomu zagrożenia metanowego, a także obliczanie wymaganych przepisami wskaźników zagrożenia oraz bilansu metanu odprowadzonego drogami wentylacyjnymi i rurociągami systemu degazacji. W artykule omówiono sposób integracji, strukturę i ważniejsze moduły oprogramowania oraz wybrane wyniki badań in situ zintegrowanego systemu.

STANISŁAW JAN KULAS, HENRYK SUPRONOWICZ

Analysis of switching on selected electrical high voltage circuits

Physical phenomena occurring in high-current contact systems of electric switches, when switching on unloaded transformers and capacitor banks, are much more dangerous than the phenomena occurring in the contact switch systems installed in other electric power systems. Switching on unloaded transformers may be accompanied by significant over-currents, greatly exceeding the nominal currents of the transformer. Connecting the capacities of capacitor banks causes transients in the circuit, leading to significant, fast over-currents and over-voltages. High-frequency currents may be transmitted by electromagnetic couplings to control circuits and other low-voltage circuits. The subject of the paper is the analysis of transient processes during switching on unloaded transformers and the capacities of capacitor banks. Additionally, the authors assess the impact of the power switching phase in particular circuits on the over-currents which arise there.

Analiza procesu załączania wybranych obwodów elektroenergetycznych wysokiego napięcia

Zjawiska fizyczne zachodzące w wielkoprądowych układach stykowych łączników elektrycznych podczas załączania transformatorów nieobciążonych oraz baterii kondensatorów są o wiele groźniejsze w skutkach niż zjawiska występujące w układach stykowych łączników zainstalowanych w innych układach elektroenergetycznych. Załączaniu transformatorów nieobciążonych towarzyszyć mogą znaczne przetężenia, przekraczające istotnie wartości prądów znamionowych transformatora. Łączenie pojemności baterii kondensatorów wywołuje stany przejściowe w danym obwodzie, prowadzące do znacznych, szybkozmiennych przetężeń prądowych i przepięć. Prądy wysokiej częstotliwości mogą się przenosić przez sprzężenia elektromagnetyczne na obwody sterownicze i inne obwody niskiego napięcia. Analiza procesów przejściowych podczas załączania transformatorów nieobciążonych oraz pojemności baterii kondensatorów, a także ocena wpływu fazy załączania prądu w poszczególnych obwodach na powstające tam przetężenia są przedmiotem artykułu.

DARIUSZ MUSIOŁ, ARTUR PLUTA

Safety improvement achieved by prevention actions related to aerological hazards – sample cost analysis

The article features the characteristics of expenditure incurred by mining companies on occupational health and safety operations. It was indicated that proper measures and methods have to be selected to improve the safety of mining operations. This can be done by proper prevention actions, particularly in the realm of aerological hazards. A typical longwall in a Polish mine was characterized, along with the related prevention actions undertaken to mitigate aerological hazards with a view to achieve safe exploitation of the longwall. Based on the data collected in production preparation and controlling departments, the costs of materials and workdays within the applied prevention actions were estimated. The obtained figures were used to calculate the following: total costs of prevention, percentage indicators of prevention actions cost in the generated income, costs of prevention actions per 1 Mg of extracted coal, and total costs of prevention actions for the analyzed longwall. It was pointed out that work safety should be improved by proper selection of prevention measures.

Poprawa bezpieczeństwa poprzez działania profilaktyczne związane z zagrożeniami aerologicznymi – przykładowa analiza kosztów

W artykule przedstawiono nakłady finansowe ponoszone przez spółki węglowe na BHP i poprawę bezpieczeństwa pracy. Wskazano na konieczność doboru właściwych środków i sposobów działania w celu poprawy bezpieczeństwa robót górniczych poprzez stosowanie odpowiednich profilaktyk, w szczególności dla zagrożeń aerologicznych. Scharakteryzowano typową w polskim górnictwie ścianę eksploatacyjną oraz prowadzone w niej prace profilaktyczne związane z zagrożeniami aerologicznymi, umożliwiające bezpieczną eksploatację ścianową. Na podstawie danych zebranych w działach przygotowania produkcji i kontrolingu zestawiono koszty materiałów i roboczodniówek w ramach stosowanych profilaktyk. Na podstawie uzyskanych zestawień obliczono koszty całkowite prac profilaktycznych, wskaźniki udziałów procentowych kosztów profilaktyk w uzyskanym przychodzie oraz koszty profilaktyk w przeliczeniu na 1 Mg wydobytego węgla i wskazano całkowity koszt profilaktyk dla przedstawionej ściany. Zwrócono uwagę na konieczność podnoszenia bezpieczeństwa pracy poprzez odpowiedni dobór środków profilaktycznych.