Projektowanie eksploatacji pokładów węgla kamiennego w warunkach skojarzonego zagrożenia metanowo-pożarowego

Projektowanie eksploatacji pokładów węgla kamiennego w warunkach skojarzonego zagrożenia metanowo-pożarowego

rok wydania: 2015
ISBN: 978-83-61-12696-6
ilość stron: 262
format: B5
oprawa: miękka

Opis

Tematyka przedstawiona w monografii obejmuje zagadnienia projektowania robót górniczych w warunkach współwystępowania zagrożenia metanowego i pożarami endogenicznymi z uwzględnieniem uwarunkowań wynikających z przewietrzania wyrobisk rejonów eksploatacyjnych.

Spis treści

1. Wprowadzenie / 7

2. Czynniki wpływające na zagrożenie metanowe i zagrożenie pożarami endogenicznymi w środowisku ścian / 11
2.1. Czynniki wpływające na zagrożenie metanowe w środowisku ścian / 11
2.1.1. Wpływ objętości odprężonego złoża w otoczeniu ściany na wielkość wydzielania się metanu do jej środowiska / 15
2.1.2. Wpływ metanonośności i usytuowania pokładów w strefie desorpcji na wydzielanie się metanu do środowiska ściany / 18
2.1.3. Wydzielanie się metanu do wyrobiska ścianowego / 20
2.2. Czynniki kształtujące zagrożenie pożarami endogenicznymi w ścianach / 28
2.3. Czynniki kształtujące zagrożenie metanowe i pożarami endogenicznymi w zrobach ścian / 37
2.3.1. Wpływ przepuszczalności zrobów na przepływ gazów / 37
2.3.2. Wydzielanie się metanu do zrobów ścian / 40
2.3.3. Mechanizm wydzielania się metanu do zrobów i likwidowanych wyrobisk przyścianowych / 44
2.3.4. Rozkład koncentracji metanu w zrobach z zastosowaniem różnych sposobów przewietrzania ścian / 49
2.3.5. Kształtowanie się zagrożenia metanowego w likwidowanych chodnikach wentylacyjnych / 56
2.3.6. Kształtowanie się zagrożenia pożarami endogenicznymi i wybuchowego w zrobach ścian przewietrzanych sposobem „U" wzdłuż calizny węglowej / 58
2.4. Przepływy powietrza i gazów zrobowych w rejonach eksploatacyjnych / 63
2.4.1. Narzędzia obliczeniowe do prognozowania rozpływu powietrza i metanu w zrobach / 64
2.4.2. Przepływ powietrza i gazów przez układ wyrobisko - zroby / 65

3. Zasady projektowania robót górniczych w warunkach skojarzonego zagrożenia metanowo-pożarowego / 69
3.1. Proponowane zmiany w klasyfikacji zagrożenia metanowego i zagrożenia pożarami endogenicznymi / 69
3.1.1. Uzasadnienie proponowanych zmian w klasyfikacji zagrożenia metanowego / 72
3.1.2. Proponowane zmiany w klasyfikacji zagrożenia pożarami endogenicznymi w kopalniach węgla kamiennego / 76
3.1.3. Metoda oceny zagrożenia pożarami endogenicznymi w projektowanych ścianach / 77
3.2. Założenia projektowania robót górniczych w warunkach zagrożenia metanowego i zagrożenia pożarami endogenicznymi80
3.3. Wytyczne projektowania wyrobisk korytarzowych (udostępniających i przygotowawczych) / 82
3.3.1. Projektowanie wyrobisk korytarzowych niekorzystnie usytuowanych względem dokonanej eksploatacji / 83
3.3.2. Projektowanie wyrobisk korytarzowych w partiach pokładów nienaruszonych wcześniejszą eksploatacją / 95
3.3.3. Kryteria wentylacyjno-metanowe projektowania przewietrzania wyrobisk korytarzowych wentylacją kombinowaną / 98
3.4. Wytyczne projektowania eksploatacji w warunkach zagrożenia pożarami endogenicznymi i zagrożenia metanowego / 105
3.4.1. Zasady projektowania ścian w warunkach zagrożenia pożarami endogenicznymi / 105
3.4.2. Zasady projektowania ścian w warunkach zagrożenia metanowego / 112
3.4.3. Algorytm oceny zagrożenia metanowego i wymogi bezpieczeństwa w projektowanych ścianach / 118
3.4.4. Ogólne wytyczne projektowania eksploatacji w warunkach zagrożenia skojarzonego metanowego i pożarami endogenicznymi / 121
3.5. Prognoza możliwości wentylacyjnych rejonu projektowanej ściany / 125
3.5.1. Założenia modelu numerycznego ściany 44, pokład 522 / 125
3.5.2. Wyznaczanie rozpływu powietrza i metanu oraz pola potencjału dla przyjętych wariantów przewietrzania ściany 44 / 126
3.5.3. Wariantowe symulacje dla projektowanej ściany 44 z uwzględnieniem kryteriów bezpieczeństwa dla rozważanych sposobów przewietrzania / 129
3.5.4. Podsumowanie / 137
3.6. Rozkład stężenia metanu w zrobach dla wznoszącego i schodzącego prądu powietrza / 138
3.6.1. Przykład 1 - rejon ściany B-6 przewietrzany prądem schodzącym / 140
3.6.2. Przykład 2 - rejon ściany B-6 przewietrzany prądem wznoszącym / 141
3.6.3. Podsumowanie / 144

4. Wytyczne likwidacji zbędnych wyrobisk w kopalniach węgla kamiennego / 145
4.1. Uzasadnienie potrzeby opracowania wytycznych likwidacji przestrzeni i wyrobisk przyścianowych / 145
4.2. Wytyczne likwidacji wyrobisk związanych z poziomami wentylacyjnymi / 147
4.2.1. Obecna struktura sieci wentylacyjnej kopalń / 148
4.2.2. Założenia będące podstawą podejmowania decyzji o likwidacji wyrobiska / 150
4.2.3. Wybór sposobu likwidacji wyrobiska/wyrobisk na poziomie wentylacyjnym / 155
4.2.4. Wytyczne likwidacji wyrobisk w sieci wentylacyjnej / 156
4.3. Wytyczne projektowania likwidacji wyrobisk w rejonach eksploatacyjnych z uwzględnieniem zagrożenia metanowego i pożarami endogenicznymi / 158
4.3.1. Wytyczne likwidacji wyrobisk przyścianowych w pokładach metanowych i zagrożonych pożarami endogenicznymi / 160

5. Wpływ zmian przekrojów wyrobisk przed i za frontem ścian na kształtowanie się zagrożenia metanowego i zagrożenia pożarami endogenicznymi / 173
5.1. Wpływ zmian przekrojów chodników przyścianowych w rejonach eksploatacyjnych na kształtowanie się zagrożeń / 174
5.2. Badania zmian przekroju poprzecznego chodników przyścianowych / 176

6. Kryteria wentylacyjno-metanowe dla ścian projektowanych w pokładach metanowych / 181
6.1. Kryteria wentylacyjno-metanowe w projektowanych i prowadzonych ścianach / 181
6.2. Proponowane zmiany w obowiązujących „Zasadach prowadzenia ścian w warunkach zagrożenia metanowego / 184
6.3. Prognoza krótkoterminowa zagrożenia metanowego dla środowiska prowadzonych ścian / 187
6.3.1. Prognoza krótkoterminowa wydzielania się metanu bezpośrednio do wyrobiska ścianowego podczas urabiania kombajnem / 188
6.3.2. Prognoza krótkoterminowa wydzielania się metanu do zrobów ściany / 190

7. Prognoza krótkoterminowa zagrożenia pożarami endogenicznymi w prowadzonych ścianach, sporządzana w celu ograniczenia zagrożenia wybuchowego / 195
7.1. Ocena zagrożenia pożarami endogenicznymi podczas eksploatacji na podstawie pomiarów składu powietrza w wyrobiskach i zrobach / 197
7.2. Prognoza krótkoterminowa zagrożenia pożarami endogenicznymi podczas prowadzenia ściany / 200

8. Metody analizy bezpieczeństwa załóg górniczych przy występowaniu zagrożenia pożarowo-metanowego w projektowanych rejonach podpoziomowych przewietrzanych schodzącymi prądami powietrza / 206
8.1. Zastosowanie narzędzi symulacji procesu przewietrzania rejonu ściany i zrobów w aspekcie skojarzonego zagrożenia metanowo-pożarowego / 206
8.1.1. Gazy inertne jako sposób zmniejszania zagrożenia pożarowego / 206
8.2. Rewersja lokalna - sposoby i możliwości jej realizacji / 212
8.2.1. Wprowadzenie / 212
8.2.2. Sposób rewersji lokalnej - symulacja, założenia / 213
8.2.3. Wyznaczanie bocznic przekątnych w sieci wentylacyjnej / 215
8.2.4. Wyznaczanie stanu hirudina rozpływu gazów pożarowych po wykonaniu rewersji lokalnej dla rejonu ściany N-12 / 217
8.2.5. Podsumowanie / 221
8.3. Wyznaczanie wskaźników stabilności systemów przewietrzania i możliwość odwrócenia prądów powietrza / 222
8.3.1. Stabilność przewietrzania rejonu eksploatacji / 223
8.3.2. Wyznaczanie wartości potencjału aerodynamicznego / 226
8.3.3. Wskaźniki stabilności - algorytmy / 228
8.3 4. Opis nowych procedur programu YentGraph / 229
8.3.5. Symulacja rozpływu gazów pożarowych - moduł POŻAR / 233
8.3.6. Podsumowanie / 239

9. Sposoby identyfikacji pożaru podziemnego i wyznaczanie dróg ucieczkowych / 240
9.1. Dostęp do bazy danych systemu monitoringu - założenia i opis algorytmu / 241
9.2. Graficzne przedstawienie bazy czujników na schemacie przestrzennym sieci / 242
9.3. Aktualizacja założonej hirudina bazy czujników w programie YentGraph / 244
9.4. Współpraca programu POŻAR z czujnikami systemu monitoringu w czasie rzeczywistym / 245
9.5. Poszukiwanie miejsca pożaru / 245
9.6. A!^orytm wyznaczania dróg ucieczkowych / 246
9.6.1. Parametry wpływające na wyznaczanie dróg ucieczkowych / 246
9.6.2. Obliczanie czasu przejścia drogą ucieczkową / 249
9.6.3. Wyznaczanie drogi ucieczkowej w programie YentGraph / 252
9.7. Podsumowanie / 256

Literatura / 257