Jastrzębska Spółka Węglowa S.A. 44-330 Jastrzębie-Zdrój, Al. Jana Pawła II 4 tel.: +48 32 756 4113, fax: +48 32 476 2671, e-mail: jsw@jsw.pl, www.jsw.pl Jastrzębie Zdrój, kwiecień 2013 r. SPRAWOZDANIE MERYTORYCZNE Z REALIZACJI CZĘŚCI ZADANIA BADAWCZEGO nr 3 pt. Opracowanie zasad pomiarów i badań parametrów powietrza kopalnianego dla oceny zagrożenia metanowego i pożarowego w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny w ramach strategicznego projektu badawczego pt. Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach Etap nr 16 Próbne testowanie opracowanej metody pobierania prób i zasad pomiarów oraz badania parametrów powietrza kopalnianego dla oceny zagrożenia metanowego i pożarowego w wybranej ścianie eksploatacyjnej kopalni JSW S.A. dr inż. Antoni JAKUBÓW Jastrzębska Spółka Węglowa S.A. mgr inż. Damian ARASZCZUK KWK Borynia-Zofiówka-Jastrzębie Ruch Zofiówka KRS: 0000072093, Sąd Rejonowy Wydział X Gospodarczy KRS, Gliwice, ul. Powstańców Warszawy 23, NIP 633-000-51-10, Kapitał zakładowy: 587.057.980 zł, Kapitał wpłacony: 587 057 980 zł, REGON: 271747631; Zakłady JSW S.A.: KWK "Borynia-Zofiówka-Jastrzębie", KWK "Budryk", KWK "Krupiński", KWK "Pniówek", Zakład Logistyki Materiałowej
1 Spis treści 1. Wprowadzenie 2. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany G-4 w pokładzie 412łg 3. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany F-1 w pokładzie 406/1. 4. Pobieranie prób powietrza do analiz z miejsc monitoringu automatycznego. 5. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany F-1 w pokładzie 406/1 w czasie likwidacji i po zaizolowaniu. 6. Podsumowanie uwagi ruchowe dotyczące metodyki obserwacji w zrobach. 7. Eksperymenty badawcze pomiarów parametrów powietrza w wyrobiskach kopalń JSW SA 7.1. Badania w rejonie ściany C-1 w pokł. 404/1 KWK Pniówek 7.2. Badania w rejonie ściany B-8 w pokł. 348 i w rejonie ściany N-15 w pokł.329/2 KWK Krupiński 7.3. Badania w rejonie ściany B-3a w pokł. 405/1łg KWK Borynia Zofiówka - Jastrzębie Ruch Zofiówka 8. Podsumowanie
2 1. Wprowadzenie W początkowym etapie realizacji zadania badawczego Opracowanie zasad pomiarów i badań parametrów powietrza kopalnianego dla oceny zagrożenia metanowego i pożarowego w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny w trakcie kilku spotkań, które odbyły się w IV kwartale 2011 r. w siedzibie PAN w Krakowie oraz kopalni Borynia- Zofiówka Ruch Zofiówka w Jastrzębiu Zdroju omówiono zakres pomiarów i ustalono rejony, w których zostaną przeprowadzone badania. Pierwszym zaproponowanym z rejonów była ściana G-4 w pokładzie 412łg. Drugim rejonem, w którym zaproponowano prowadzenie badań jest ściana F-1 w pokładzie 406/1. Ściana G-4 w pokładzie 412łg ze względu na system przewietrzania na Y umożliwiała stały dostęp do punktów pomiarowych zlokalizowanych w chodniku wentylacyjnym za ścianą oraz stały dostęp do czujników i linii pomiarowych, co umożliwiało stałą kontrolę aparatury pomiarowej. Ze względu na wysokie zagrożenie metanowo-pożarowe i zagrożenie tąpaniami oraz w związku z problemami w utrzymaniu wyrobiska za ścianą zrezygnowano z systemu na Y i zmieniono system na U po caliźnie węglowej. Po zmianie systemu przewietrzania nadal kontynuowano pomiary z punktów zlokalizowanych w chodniku wentylacyjnym za ścianą. W międzyczasie kopalnia Borynia-Zofiówka Ruch Zofiówka przeprowadziła procedury mające na celu zakupienie sprzętu pomiarowego w celu realizacji badań. Ruch Zofiówka zakupił niżej wymieniony sprzęt: Zintegrowany Czujnik Zrobowy - ZCZ-MP w ilości 5 sztuk o wartości 110 000 zł netto - w końcowym etapie realizacji (zakupu dokonano w dniu 09 lipca 2012 r.), Czujniki metanu - SG-2/NW w ilości 15 sztuk o wartości 15036 zł netto, Bezprzewodowe czujniki anemometryczne w ilości 8 sztuk o wartości 24 000 zł netto, Wąż chromatograficzny w ilości 1 000mb o wartości 13 140 zł netto. Czujniki metanu SG-2/NW zostały przekazane do PAN w Krakowie, dostawcy bezprzewodowych czujników anemometrycznych. W PAN w Krakowie zbudowano układ wielopunktowego pomiaru strumienia objętości oraz rozkładu stężenia metanu w oparciu o powyższe czujniki. Automatyczna pompka do poboru prób powietrza z rejestracją w systemie gazometrii, która została skonstruowana w oparciu o Zintegrowany Czujnik Zrobowy dostarczono do kopalni Borynia- Zofiówka Ruch Zofiówka z początkiem miesiąca marca 2012r. 2. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany G-4 w pokładzie 412łg Ściana G-4 w pokładzie 412łg eksploatowana była systemem podłużnym z zawałem stropu, w kierunku od pola. Ściana prowadzona była bezwnękowo. Długość ściany ok.200m, wybieg ściany ok. 535m, miąższość pokładu 3,12 3,56m ( wysokość furty max.3,9m), planowane wydobycie dobowe - od 2400 do >5000t/d. Urabianie w ścianie G-4, odbywało się będzie dwukierunkowo za pomocą kombajnu ścianowego KSW-1140EZ. Kombajn ścianowy poruszał się po przenośniku typu RYBNIK-1100, wykonując zabiór o głębokości do 0,8m. Obudowę ściany G-4 stanowiły sekcje obudowy zmechanizowanej typu TAGOR-23/54-POz oraz TAGOR-23/54-POz/S. Ściana G-4 w pokł.412łg początkowo była przewietrzana systemem na Y. Przez ścianę przepływało ok.1800m 3 /min. powietrza, a w prądzie doświeżającym, chodnikiem nadścianowym G-4,
3 ok. 800m 3 /min. Po przewietrzeniu ściany, powietrze odprowadzane było chodnikiem nadścianowym G-4 po zrobach, które izolowane były poprzez doszczelnianie tkaniną wentylacyjną i pianą chemiczną kasztów drewnianych, stawianych jako pas izolacyjno-podpornościowy. Według przyjętej koncepcji rozcinki partii G, istniała możliwość zmiany systemu przewietrzania ściany z Y na U. Po zmianie systemu przewietrzania na U przez ścianę przepływało ok.1700m 3 /min. powietrza, a w chodniku nadścianowym G-8 zabudowany był lutniociąg, doprowadzający w rejon skrzyżowania wylotu ze ściany z chodnikiem nadścianowym G-4, ok.300m 3 /min. Ponadto w chodniku nadścianowym zabudowana była przegroda wentylacyjna z podwójnymi drzwiami. W miesiącu marcu 2012r. rozpoczęto prowadzanie badań w rejonie ściany G-4 w pokładzie 412łg. Ze względu na wzrost wyżej wymienionych zagrożeń ściana G-4 w tym czasie przewietrzana była już systemem na U. W dniu 23.03.2012r. został uruchomiony w chodniku nadścianowym G-4 w pokładzie 412łg Zintegrowany Czujnik Zrobowy. Przed zmianą systemu przewietrzania z Y na U w punktach pomiarowych zlokalizowanych w chodniku wentylacyjnym za ścianą pobierano próby powietrza do analizy chemicznej gazów ( w ramach wczesnego wykrywania pożarów). W celu zobrazowania sposobu zabudowy i podłączenia do układu pomiarowego kolejnych rur pomiarowych i linii wężowych, sporządzane były schematy zabudowy ww. elementów instalacji w odniesieniu do aktualnej sytuacji w wyrobisku górniczym. Na schematach oznaczono m.in. następujące dane: daty zabudowy wygrodzeń w chodniku oraz kolejnych rur pomiarowych, kilometraże w miejscu ich zabudowy, numeracja kolejnych linii pomiarowych, kierunki przepływu powietrza oraz rozmieszczenie pomocniczych urządzeń wentylacyjnych. Schematy aktualizowane były na bieżąco, tj. po zabudowie kolejnego elementu instalacji pomiarowej. Sposób rozmieszczenia punktów pomiarowych w rejonie ściany G-4 w pokładzie 412łg przedstawiono na niżej przedstawionym schemacie (rys.1): Schemat zabudowy rury pomiarowej oraz wygrodzeń w chodniku nadścianowym G-4 pokł. 412łg ( rys. nr 1 ) pas izolacyjno podporowy ( kaszty drewniane uszczelnione pianą chemiczną) wygrodzenie ze spoiwa mineralnego wygrodzenie z piany chemicznej organ ze stojaków drewnianych linia chromatograficzna nr 1 linia chromatograficzna nr 2 komora mieszania Ch. nadśc. G-4 pokł. 412łg lutniociąg przegroda wentylacyjna rura pomiarowa nr 1 około 100m za linią ściany na dzień 24.03.2012 rura pomiarowa nr 2 około 50m za linią ściany na dzień 24.03.2012 Ś C I A N A G-4 zroby ściany pokł. 412łg ( 24.03.2012 data zmiany sposobu przewietrzania ściany G-4 z systemu Y na U )
4 Jeszcze przed zmianą sposobu przewietrzania ściany G-4, w chodniku nadścianowym G-4 (odprowadzającym powietrze ze ściany) zabudowano dwie rury pomiarowe w odległościach około 100 m (rura nr 1) oraz około 50 m (rura nr 2) za frontem ściany G-4. Rury te zostały wprowadzone do zrobów ściany G-4 poprzez tzw. pas izolacyjno-podpornościowy, wykonany z kasztów drewnianych, uszczelnionych tkaniną wentylacyjną i pianą chemiczną. Do rur pomiarowych przyłączono linie węża chromatograficznego, które doprowadzone zostały do miejsca zabudowy układu pomiarowego. Po zmianie sposobu przewietrzania ściany G-4, rury te, wraz z odcinkami linii wężowych, pozostały w otamowanej części chodnika nadścianowego G-4. Linie te kolejno podłączano do układu pomiarowego. Z linii tych, dla celów kontrolnych pobierano próby pipetowe do analizy laboratoryjnej gazów. Wyniki pomiarów układu pomiarowego (Zintegrowany Czujnik Zrobowy) jak i również wyniki prób pipetowych na bieżąco przesyłano do analizy Liderowi zadania badawczego. Z uwagi na stan zagrożeń w tym rejonie, a zwłaszcza wysoki stan zagrożenia tąpaniami wzmożoną aktywność sejsmiczną w tym rejonie, co spowodowało konieczność wprowadzenia strefy szczególnego zagrożenia tąpaniami, doszło do problemów z prowadzeniem obserwacji i pomiarów w tym rejonie. W związku z powyższym zdecydowano o przeniesieniu badań do drugiego wyznaczonego do obserwacji rejonu, tj. rejonu ściany F-1 w pokładzie 406/1. 3. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany F-1 w pokładzie 406/1 Ściana F-1 w pokładzie 406/1 eksploatowana była systemem podłużnym z zawałem stropu, w kierunku od pola. Ściana prowadzona była bezwnękowo. Długość ściany ok.245m, wybieg ściany ok. 1080m, miąższość pokładu 1,1 1,42m ( wysokość furty max.1,5m), planowane wydobycie dobowe - 4000t/d. Urabianie w ścianie F-1 odbywało się przy użyciu kompleksu strugowego (strug GH 1600 + przenośnik PF-4/1032). Obudowę ściany F-1 stanowiły sekcje obudowy zmechanizowanej typu TAGOR-09/23-POz oraz TAGOR-09/23-POz/S. Ściana F-1 w pokł.406/1 przewietrzana była systemem na U. Przez ścianę przepływało ok.1200m 3 /min. powietrza, a w chodniku nadścianowym F-1 zabudowany był lutniociąg, doprowadzający w rejon skrzyżowania wylotu ze ściany z chodnikiem nadścianowym F-1, ok.300m 3 /min. powietrza. W dniu 18.04.2012r. rozpoczęto badania za pomocą Zintegrowanego Czujnika Zrobowego w rejonie ściany F-1 w pokładzie 406/1. W chodniku nadścianowym F-1 w pokładzie 406/1, z uwagi na brak możliwości jego rabunku za postępem ściany (wcześniejsze przykotwienie obudowy chodnika), prowadzona była jego izolacja za ścianą za pomocą wygrodzeń (tzw. tam konstrukcyjnych), wykonanych na bazie pian chemicznych lub spoiw mineralnych. Wygrodzenia te budowane były w odległości nieprzekraczającej 6 m za linią zawału ściany (w praktyce 3 4 m). W kolejnych wygrodzeniach zabudowano rury pomiarowe, we wzajemnej odległości około 50 m, do których podłączono kolejne linie węża chromatograficznego, wyprowadzone do układu pomiarowego. W celu sprawdzenia poprawności prowadzonych pomiarów, w miejscu zabudowy kolejnych rur pomiarowych oraz z kolejnych linii wężowych, pobierane były próby pipetowe do analizy laboratoryjnej gazów. Sposób rozmieszczenia punktów pomiarowych w rejonie ściany F-1 w pokładzie 406/1 przedstawiono na niżej przedstawionym schemacie (rys.2):
5 Schemat zabudowy rur pomiarowych oraz wygrodzeń w chodniku nadścianowym F-1 pokł. 406/1 ( rys. nr 2 ) wygrodzenie ze spoiwa mineralnego wygrodzenie z piany chemicznej 16.04.zm E 05.05.zm E 07.05.zm E 08.05.zm D 22.05.zm A 22.05.zm F 23.05.zm A 07.06.zm A 08.06.zm F 11.06.zm D 14.06.zm A 15.06.zm A 15.06.zm F 16.06.zm D 18.06.zm E 27.06.zm D 28.06.zm D komora mieszania organ ze stojaków drewnianych linia chromatograficzna nr 1 linia chromatograficzna nr 2 linia chromatograficzna nr 3 linia chromatograficzna nr 4 linia chromatograficzna nr 5 linia chromatograficzna nr 6 lutniociąg Chodnik nadścianowy F-1 pokł. 406/1 około 10m rura pomiarowa rura pomiarowa rura pomiarowa ø100 L=3m ø100 L=3m ø100 L=3m zabudowana na KM 620 zabudowana na KM 680 zabudowana na KM 740 16.04.zm D 08.05.zm D 23.05.zm A (pobrano pipetę) rura pomiarowa ø100 L=3m zabudowana na KM 800 18.06.zm E rura pomiarowa ø100 L=3m zabudowana na KM 850 11.06.zm D rura pomiarowa ø100 L=3m zabudowana na KM 810 28.06.zm D Ściana F - 1 około 60m około 60m około 60m około 50m około 40m pokł. 406/1 zroby ściany Od dnia 18.04.2012r. do dnia 28.06.2012r. w chodniku nadścianowym F-1 w pokładzie 406/1 uruchomiono 6 linii pomiarowych. Pomiary badawcze z poszczególnych linii w I półroczu 2012 przedstawiają się następująco: linia nr 1 od 18.04.2012r. do dnia wymiany układu pomiarowego oraz od 4.06.2012r. do 11.06.2012r. linia nr 2 po wymianie układu pomiarowego, tj. od 21.05.2012r. do 23.05.2012r., linia nr 3 od 23.05.2012r. do 4.06.2012r., linia nr 4 od 11.06.2012r. do 16.06.2012r. oraz 25.06.2012r. do 26.06.2012r., linia nr 5 od 16.06.2012r. do 25.06.2012r., linia nr 6 od 28.06.2012r. do 25.03.2013r. Z wyżej wymienionych linii pobierano próby pipetowe do analizy laboratoryjnej gazów. Wyniki pomiarów układu pomiarowego (Zintegrowany Czujnik Zrobowy) jak i również wyniki prób pipetowych, podobnie jak z rejonu ściany G-4 w pokładzie 412łg na bieżąco przesyłano do analizy Liderowi zadania badawczego. Kopalnia od czasu zabudowy Zintegrowanego Czujnika Zrobowego prowadzi rejestrację i archiwizację wyników pomiarów: zarówno z układu pomiarowego, jak i wyników analiz laboratoryjnych, uzyskanych z pobieranych w celach kontrolnych prób pipetowych. Ponadto prowadzona jest rejestracja i archiwizacja zdarzeń, mających wpływ na uzyskiwane wyniki, tj. m.in. daty zabudowy kolejnych wygrodzeń w chodniku, daty i kilometraże zabudowy kolejnych rur pomiarowych, daty przebudowy kolejnych linii wężowych do układu pomiarowego oraz pobierania prób pipetowych powietrza do analizy laboratoryjnej, a także daty przebudowy układu pomiarowego.
6 W okresie od 12.07.2012r. do 10.08.2012r. w chodniku nadścianowym F-1 w pokładzie 406/1 zabudowano dodatkowo 3 kolejne linie pomiarowe. Z poszczególnych linii prowadzono pomiary badawcze w następujących okresach: linia nr 7 od 12.07.2012r. do 31.07.2012r. linia nr 8 od 31.07.2012r. do 31.12.2012r. linia nr 9 od 10.08.2012r. do 18.09.2012r. Schemat zabudowy rur pomiarowych przedstawiono na rysunku nr 1, nr 2 i nr 3. Ponadto, z wcześniej zabudowanych linii pomiarowych, w drugim półroczu 2012 prowadzono pomiary badawcze w następujących okresach: linia nr 3 od 19.07.2012r. do 10.08.2012r., od 19.09.2012r. do 30.10.2012r. oraz od 13.12.2012r. do 31.12.2012r. linia nr 4 od 24.07.2012r. do 11.09.2012r. linia nr 5 od 20.07.2012r. do 31.12.2012r. linia nr 6 od 20.07.2012r. do 31.12.2012r. Z wyżej wymienionych linii pobierano próby pipetowe do analizy laboratoryjnej gazów. Wyniki pomiarów układu pomiarowego, jak również wyniki prób pipetowych na bieżąco przesyłano do analizy Liderowi zadania badawczego. Linię pomiarową nr 9 zabudowano na kilometrażu ok.1022, tj. na ok. 50m przed planowanym miejscem zakończenia ściany F-1 w pokładzie 406/1. Na bieżąco za postępem ściany na tym odcinku jej biegu, w chodniku nadścianowym F-1 prowadzono w dalszym ciągu zabudowę kolejnych wygrodzeń w postaci tam konstrukcyjnych na bazie pian chemicznych lub spoiw mineralnych. Na kolejnych rysunkach przedstawiono rozmieszczenie wygrodzeń w chodniku nadścianowym F-1, budowanych za postępem ściany F-1 w pokładzie 406/1 oraz ostatecznego wygrodzenia, zabudowanego po zakończeniu eksploatacji ściany i wyłączeniu lutniociągu doświeżającego etap przygotowania ściany do likwidacji. Przed zabudową ostatecznego wygrodzenia w chodniku nadścianowym F-1 w pokładzie 406/1, zainstalowano linię pomiarową nr 10 (rys. 4). W miejscu zabudowy tej linii pobrano próbę pipetową powietrza do analizy chemicznej gazów.
7 (rys. nr3) (rys. nr4)
8 4. Pobieranie prób powietrza do analiz z miejsc monitoringu automatycznego. W celu sprawdzenia wyników pomiarów momitoringu automatycznego, realizowanego przez Zintegrowany Czujnik Zrobowy, z linii pomiarowych pobierane były próby powietrza do analizy laboratoryjnej gazów. Próby pobierane były do pipet szklanych lub worków Tadlera (z użyciem pompki) z częstotliwością jeden raz w tygodniu. I sposób stosowany w przypadku linii wężowych o długościach do 150mb (z uwagi na opory przepływu w linii wężowej) Sposób pobierania prób powietrza do pipet szklanych linie wężowe Z C Z pipeta szklana Odłączoną od króćca ZCZ linię wężową (wężyk chromatograficzny) podpina się do pipety szklanej wypełnionej wodą. Następnie odkręca się zaworki pipety, powodując wypłynięcie z niej wody i zassanie powietrza (gazów) z linii wężowej. Po całkowitym opróżnieniu pipety zaworki zakręca się, a linię wężową podpina ponownie do króćca ZCZ. II sposób - stosowany w przypadkach linii wężowych o znacznych długościach (powyżej 150 mb) Sposób pobierania prób powietrza do worka Tadlera linie wężowe Z C Z pompka z zaworkiem zwrotnym Worek Tadlera ( pipeta sucha ) Odłączoną od króćca ZCZ linię wężową podpina się do króćca ssawnego pompki. Wykonuje się kilka pompowań, a następnie podłącza się za pomocą wężyka, króciec tłoczny pompki z króćcem
9 worka Tadlera. Poprzez kilkakrotne pompowanie napełnia się worek powietrzem (gazami) z linii wężowej, po czym zamyka się zaworek worka, a linię wężową podpina się ponownie do ZCZ. Pobrane próby oddawane były do Centralnego Laboratorium Pomiarowo Badawczego Sp. z o.o. w Jastrzębiu Zdroju, celem określenia składu gazów w próbie za pomocą chromatografów gazowych. Dodatkowo od 22 lutego 2013r. z częstotliwością jeden raz w tygodniu pobierane były próby do precyzyjnych analiz chromatograficznych metodą Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach. Wyniki oznaczane były Laboratorium Samozapalności Zakładu Aerologii Górniczej GIG. 5. Prowadzenie obserwacji w zrobach ściany F-1 w pokładzie 406/1 w czasie likwidacji i po zaizolowaniu Od początku 2013r. w rejonie likwidowanej ściany F-1 w pokładzie 406/1 realizowano pomiary z czterech linii wężowych: nr 3, nr 5, nr 6 oraz nr 8. W dniu 25.03.2013r. jeden z czujników ZCZ odesłano do serwisu, wobec czego zaprzestano pomiarów z linii nr 6. Pozostałe trzy linie, łącznie z linią nr 10 po zaizolowaniu ściany F-1 w pokładzie 406/1 są monitorowane do nadal ( rys. nr 5 ). Z wyżej wymienionych linii pobierano próby pipetowe do analizy laboratoryjnej gazów. Dodatkowo od dnia 22.02.2013r. z linii pomiarowych pobierano próby do precyzyjnych analiz chromatograficznych metodą GIG. Wyniki pomiarów układu pomiarowego, jak również wyniki prób pipetowych na bieżąco przesyłano do analizy Liderowi zadania badawczego. W dniu 10.05.2013r. ściana F-1 w pokładzie 406/1 została zaizolowana. Linie pomiarowe zostały przeprowadzone w rurze stalowej poprzez tamę izolacyjną, przez co nadal możliwe jest prowadzenie pomiarów oraz pobieranie prób powietrza do analizy laboratoryjnej gazów. Schemat zabudowy ostatecznego wygrodzenia w chodniku nadścianowym F-1 w pokładzie 406/1 po zakończeniu likwidacji sekcji w ścianie, zabudowy tamy izolacyjnej oraz przeprowadzonych przez tamę linii pomiarowych przedstawiono na rysunku nr 5. (rys. nr5)
10 6. Podsumowanie uwagi ruchowe dotyczące metodyki obserwacji w zrobach. W trakcie realizacji zadania badawczego za pomocą Zintegrowanego Czujnika Zrobowego napotkano szereg problemów ruchowych i technicznych, między innymi: duże zawilgocenie badanego powietrza wpływającego negatywnie na czułość i sprawność komór pomiarowych, utrata drożności linii pomiarowych, problemy z zapychaniem filtrów układu pneumatycznego. Jako linie pomiarowe użyto wężyka gumowego, stosowanego zwykle w akcjach ratowniczych do chromatografu. Linie pomiarowe podwieszane były do opinki chodnika nadścianowego na ociosie przeciwległym do wylotu ze ściany. Pierwsze linie pomiarowe zabudowane zostały w chodniku nadścianowym G-4 w pokładzie 412łg za frontem ściany G-4, przewietrzanej jeszcze wtedy na Y. Do linii tych, utrzymywanym za ścianą chodnikiem, był stały dostęp, przez co możliwe było przeprowadzenie kontroli linii oraz ewentualna korekta ich zawieszenia. Po zmianie sposobu przewietrzania ściany G-4 (na U ), zarówno w tej ścianie, jak i na całym wybiegu ściany F-1 w pokładzie 406/1, przewietrzanej od początku na U, odcinki linii pomiarowych pozostające w części zrobowej chodnika pozostawały bez możliwości kontroli i ewentualnych działań korygujących. Wysoka temperatura gazów zrobowych oraz ich duża wilgotność były prawdopodobną przyczyną częstego zawodnienia linii pomiarowych. Praca obudowy w otamowanym wyrobisku mogła spowodować również zerwanie linii pomiarowej z zawiesi, tym samym utratę równego jej ułożenia. Doprowadziło to do stopniowej utraty drożności linii wraz ze zwiększąjącą się ich długością. Pojawiająca się duża ilość zanieczyszczonej wody powodowała, że filtry układu pneumatycznego często się zatykały, a po kilkukrotnym czyszczeniu praktycznie nadawały się do wymiany. Duża wilgotność zasysanego powietrza sprawiała, że komory pomiarowe traciły swoją czułość i sprawność, skutkiem czego zachodziła konieczność przeprowadzenia remontu u producenta, polegającego na wymianie komór pomiarowych i filtrów. W początkowej fazie eksploatacji dużą trudność stanowiło ustawienie punktu pracy zespołu pneumatycznego, gdyż ciśnienie powietrza zasilającego było zbyt niskie. W rurociągu sprężonego powietrza zastosowano dodatkowy skraplacz. Niestety rozwiązanie to okazało się nieskuteczne, gdyż dwukrotnie został zalany układ pneumatyczny, wynikiem czego urządzenie w celu osuszenia i gruntownej naprawy zostało wysłane do producenta. Progi ciśnienia określające jego parametry w linii chromatograficznej, pozwalające na pobieranie próbek powietrza przez komory pomiarowe, zostały określone laboratoryjnie u producenta - przy idealnych warunkach pracy. Ustalenie progów było konieczne, ich brak powodowałby zakłamania w pomiarach uzależnionych od ciśnienia panującego wewnątrz komór pomiarowych. Problem ten został przedstawiony Producentowi, który uwzględnił uwagi i sugestie. Jedno z rozwiązań polegało na wprowadzeniu w nowym softwarze zmiany, pozwalające na uwzględnienie ciśnienia panującego w komorach przy wykonywaniu pomiarów. Kolejnym problemem jest fakt, że czujniki zrobowe nie są zasilane buforowo (brak podtrzymania bateryjnego). Warunki eksploatacji powodują niekorzystne zmiany parametrów linii transmisyjnej, a to z kolei prowadzi do wyłączenia urządzenia i w konsekwencji braku rejestracji pomiarów w systemie telemetrycznym jak również w miejscu zabudowy. 7. Eksperymenty badawcze pomiarów parametrów powietrza w wyrobiskach kopalń JSW SA Drugim poligonem doświadczalnym były wyrobiska w trzech kopalniach Krupiński, Pniówek i Ruch Zofiówka kop. Borynia-Zofiówka-Jastrzębie, w których przeprowadzono badania w oparciu o wielopunktowy układ pomiaru prędkości powietrza i stężenia metanu.
11 7.1. Badania w rejonie ściany C-1 w pokł. 404/1 KWK Pniówek W dniu 22.08.2012 r. w JSW S.A. KWK Pniówek w rejonie ściany C-1 w pokł. 404/1 przeprowadzono pomiary rozpływów powietrza oraz stężeń metanu. Pomiary wykonane były na dwóch stanowiskach przez grupę pomiarową IMG PAN. Stanowisko pomiarowe I zlokalizowane było na wylocie ze ściany C-1 w pokł. 404/1 w rejonie sekcji nr 1: Ilość powietrza 1450 m 3 /min. Ts 32,2 o C Tw 29,2 o C Ciśnienie 1085 hpa Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy Lambrecht, psychrometr Assmana, przyrządy do ciągłego pomiaru metanu Drager X-am 5600 5 szt. Wykorzystane przyrządy z PAN Stanowisko pomiarowe II zlokalizowane było na wylocie z rejonu ściany C-1 w pokł. 404/1 w przekopie wznoszącym C-4c (KM 135): Ilość powietrza 2660 m 3 /min. Ts 31,1 o C Tw 27,0 o C Ciśnienie 1074,5 hpa Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy Lambrecht, psychrometr Assmana, przyrządy do ciągłego pomiaru metanu Drager X-am 5600 5 szt. Wykorzystane przyrządy z PAN Metanowość wentylacyjna rejonu - 29,21 m 3 /min. Ujęcie Metanowość kryterialna - 23,70 m 3 /min. - 53,78 m 3 /min. Wydobycie - 3 589 t. W/w dane są za dzień 22.08.2012r. Poniżej na szkicach przedstawiono miejsca wykonywania pomiarów.
12 Stanowisko pomiarowe I wylot ze ściany C-1 w pokładzie 404/1 sekcja nr 1 Obszar ok. 4,7 m 2 Stanowisko pomiarowe II przekop wznoszący C-4c (KM 135 m.)
13 7.2. Badania w rejonie ściany B-8 w pokł. 348 i w rejonie ściany N-15 w pokł.329/2 KWK Krupiński W dniu 10.10.2012 r. w JSW S.A. KWK Krupiński w rejonie ściany B-8 w pokł. 348 i w rejonie ściany N-15 w pokł.329/2 przeprowadzono pomiary rozpływów powietrza oraz stężeń metanu. Pomiary wykonane były na trzech stanowiskach przez grupy pomiarowe IMG PAN. Stanowisko pomiarowe I zlokalizowane w chodniku nadścianowym B-8 w pokł. 348: Ilość powietrza 1250 m 3 /min. Wyniki prób z analizy chemicznej: O 2 20,37%, CO 2 0,10%, CO 0,0000%, CH 4 0,11%, Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy µas4, Wykorzystane przyrządy z PAN Metanowość wentylacyjna rejonu ściany - 1,2 m 3 /min. Ujęcie Metanowość całkowita Wydobycie - 1,4 m 3 /min. - 2,6 m 3 /min. - brak (ściana w okresie likwidacji) Stanowisko pomiarowe II zlokalizowane w przecince wentylacyjnej N-15 w pokł. 329/2: Ilość powietrza 1640 m 3 /min. Wyniki prób z analizy chemicznej: O 2 20,33%, CO 2 0,10%, CO 0,0000%, CH 4 0,45%, Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy µas4, Wykorzystane przyrządy z PAN Metanowość wentylacyjna rejonu ściany 4,5 m 3 /min. Ujęcie Metanowość całkowita - 5,8 m 3 /min. - 10,3 m 3 /min. Wydobycie w październiku 2012r.) - 2031 t (średnie wydobycie dobowe Stanowisko pomiarowe III zlokalizowane na wylocie ze ściany N-15 w pokł. 329/2: Ilość powietrza 1340 m 3 /min Wyniki prób z analizy chemicznej:
14 O 2 20,25%, CO 2 0,10%, CO 0,0000%, CH 4 0,44%, Wykorzystane przyrządy z KWK: anemometr skrzydełkowy µas4, Drager X-am 5600 12 szt. Wykorzystane przyrządy z PAN 1. Stanowisko pomiarowe w rejonie ściany B-8 w pokł.348 2. Stanowiska pomiarowe w rejonie ściany N-15 w pokł.329/2
15 7.3. Badania w rejonie ściany B-3a w pokł. 405/1łg KWK Borynia Zofiówka - Jastrzębie Ruch Zofiówka W dniu 16.01.2013 r. w JSW S.A. KWK Borynia Zofiówka - Jastrzębie Ruch Zofiówka w rejonie ściany B-3a w pokł. 405/1łg przeprowadzono pomiary rozpływów powietrza oraz stężeń metanu. Pomiary wykonane były na dwóch stanowiskach przez grupę pomiarową IMG PAN. Stanowisko pomiarowe I zlokalizowane było w chodniku nadścianowym B-3a w pokładzie 405/1łg ( KM 790 ): Ilość powietrza 1170 m 3 /min. Ts 28,5 o C Tw 25,8 o C Ciśnienie 1060,3 hpa Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy Lambrecht, psychrometr Assmana, przyrządy do ciągłego pomiaru metanu Drager X-am 5600 5 szt. Wykorzystane przyrządy z PAN Stanowisko pomiarowe II zlokalizowane było w chodniku badawczym podścianowym B-3 w pokładzie 405/1łg ( KM 990 ): Ilość powietrza 1150 m 3 /min. Ts 28,4 o C Tw 25,8 o C Ciśnienie 1059,5 hpa Wykorzystane przyrządy z KWK : anemometr skrzydełkowy Lambrecht, psychrometr Assmana, przyrządy do ciągłego pomiaru metanu Drager X-am 5600 5 szt. Wykorzystane przyrządy z PAN Metanowość wentylacyjna rejonu - 3,5 m 3 /min. Ujęcie Metanowość kryterialna - 6,2 m 3 /min. - 26,22 m 3 /min. Wydobycie - 1 117 t. W/w dane są za dzień 16.01.2013 r.
16 Stanowisko pomiarowe I w chodniku nadścianowym B-3a pokł.405/1łg ( KM 790 ) Przekrój 15,2m² 3,55 5,35 Stanowisko pomiarowe II w chodniku bad. podścianowym B-3 pokł.405/1łg ( KM 990 ). Przekrój 8,8m² 8. Podsumowanie Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń z zastosowaniem Zintegrowanego Czujnika Zrobowego oraz pomiarowych linii wężowych, wydaje się, że systematyczne monitorowanie stężeń gazów w zrobach ścian zawałowych byłoby bardzo przydatne w bieżącej analizie zarówno zagrożenia metanowego, a zwłaszcza stanu zagrożenia pożarowego, przez co pozwoliłoby w odpowiednim czasie podjąć właściwe działania z zakresu profilaktyki pożarowej. Z uwagi na opisane w punkcie 6 problemy ruchowe i techniczne, występujące w trakcie prowadzenia badań, celowym byłoby prowadzenie dalszych działań w celu udoskonalania układu pomiarowego, zarówno w zakresie linii pomiarowych, jak i w zakresie samego zespołu pomiarowego. Przeprowadzone badania w wyrobiskach przyścianowych z wykorzystaniem wielopunktowego układu pomiaru prędkości powietrza i stężenia metanu pozwala na bardziej precyzyjne określenie rzeczywistej metanowości wentylacyjnej rejonu, przez co daje możliwość właściwszego ustalenia działań z zakresu profilaktyki metanowej.