WPŁYW LOKALIZACJI PAROWNIKA CHŁODZIARKI POWIETRZA ZABUDOWANEGO W DŁUGICH LUTNIOCIĄGACH NA WARUNKI KLIMATYCZNE W WYROBISKACH KORYTARZOWYCH

Podobne dokumenty
ZMIANA PARAMETRÓW TERMODYNAMICZNYCH POWIETRZA W PAROWNIKU CHŁODZIARKI GÓRNICZEJ Z CZYNNIKIEM R407C***

Układ wentylacji kombinowanej stosowany w Lubelskim Węglu,,Bogdanka S.A.

PROJEKTOWANIE PARAMETRÓW WENTYLACJI LUTNIOWEJ W DRĄŻONYCH WYROBISKACH PODZIEMNYCH Z WYKORZYSTANIEM PROGRAMU KOMPUTEROWEGO AGHWEN-3.

WPŁYW ZMIANY LOKALIZACJI CHŁODNICY POWIETRZA NA WARUNKI KLIMATYCZNE W WYROBISKU PRZODKOWYM** 1. Wprowadzenie. Zbigniew Kuczera*

Ograniczenie zapylenie w przodku drążonego wyrobiska w LW Bogdanka S.A.

Zwalczanie zagrożenia klimatycznego w wyrobiskach eksploatacyjnych na przykładzie rozwiązań stosowanych w Lubelskim Węglu,,Bogdanka S.A.

EKSPERYMENTALNE OKREŚLENIE WPŁYWU DOBORU CZYNNIKA CHŁODNICZEGO NA MOC CIEPLNĄ CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ**

Dobór instalacji lutniowej jako środek do zmniejszenia kosztów przewietrzania drążonych wyrobisk górniczych

BADANIA WYDZIELANIA METANU DO WYROBISK CHODNIKOWYCH DRĄŻONYCH KOMBAJNAMI W POKŁADACH WĘGLA**

OCENA POMIARÓW PARAMETRÓW PRACY CHŁODNICY POWIETRZA STUDIUM PRZYPADKU

Mathematical description of the mining compression refrigerator evaporating water cooler operating system

Weryfikacja nowego rozwiązania technicznego ograniczającego zapylenie w przodku drążonego wyrobiska w LW Bogdanka S.A.

Klimatyzacja centralna w Lubelskim Węglu Bogdanka S.A.

ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU

Wentylacja wybranych obiektów podziemnych

Zwalczanie zagrożenia klimatycznego na przykładzie doświadczeń KHW S.A. KWK Murcki-Staszic

Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

METODY PROGNOZOWANIA WILGOTNOŚCI POWIETRZA W WYROBISKACH GÓRNICZYCH

PRZEWIDYWANE ZAGROŻENIE KLIMATYCZNE W KOPALNIACH I ZWIĄZANE Z TYM ZAPOTRZEBOWANIE NA MOC CHŁODNICZĄ

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

WYZNACZANIE ZDOLNOŚCI CHŁODNICZEJ CHŁODNIC POWIETRZA W OPARCIU O POMIARY PARAMETRÓW POWIETRZA I WODY

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica,Kraków,PL BUP 22/05

układ bezstopniowej regulacji prędkości obrotowej wentylatora

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

Do opracowania projektu realizacji prac wykorzystaj:

ANALIZA SYSTEMU KLIMATYZACJI DLA KRYTYCH PŁYWALNI Z OSUSZANIEM CZĘŚCI POWIETRZA RECYRKULOWANEGO Z WYKORZYSTANIEM POMPY CIEPŁA

WYNIKI BADAŃ PARAMETRÓW AERODYNAMICZNYCH ELASTYCZNYCH LUTNIOCIĄGÓW O MAŁYCH ŚREDNICACH

Projektowanie wentylacji lutniowej przy drążeniu chodników kombajnem w kopalniach rud miedzi

Wstępna i szczegółowa ocena zagrożenia klimatycznego w kopalniach

CATALOGUE CARD LEO S L XL / BMS KARTA KATALOGOWA LEO S L XL / BMS

Wielonapięciowe Wentylatory Górnicze typu WWG firmy Eko-Win

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła lutni elastycznych. 1. Wstęp PROJEKTOWANIE I BADANIA

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKÓW TERMICZNYCH DLA ODDZIAŁÓW EKSPLOATACYJNYCH W OPARCIU O POMIARY KOPALNIANE

LABORATORIUM TERMODYNAMIKI I TECHNIKI CIEPLNEJ. Badanie charakterystyki wentylatorów połączenie równoległe i szeregowe. dr inż.

WSPÓŁPRACA SPRĘŻAREK CHŁODNICZYCH Z FILTRAMI SSĄCYMI

Warunki mikroklimatu wyrobisk chodnikowych i ścianowych na wybranym przykładzie

WPŁYW DRENAŻU NA EFEKTYWNOŚĆ ODMETANOWANIA W KOPALNI WĘGLA**

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Zastosowanie numerycznej mechaniki płynów do analizy przepływu strumienia powietrza przez wyrobisko górnicze z ogniskiem pożaru

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

Management Systems in Production Engineering No 2(14), 2014

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Jednostkowy opór aerodynamiczny lutniociągów zbudowanych z lutni elastycznych

ANALIZA PRZEPŁYWU W TUNELU AERODYNAMICZNYM PO MODERNIZACJI

DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH

Analiza wymiany ciepła w przekroju rury solarnej Heat Pipe w warunkach ustalonych

WPŁYW TEMPERATURY W POMIESZCZENIACH POMOCNICZYCH NA BILANS CIEPŁA W BUDYNKACH DLA BYDŁA

BADANIE CHARAKTERYSTYK PRZEPŁYWOWYCH HIGROSTEROWALNYCH NAWIEWNIKÓW POWIETRZA MONTOWANYCH W PRZEGRODACH ZEWNĘTRZNYCH

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO

BILANSE ENERGETYCZ1TE. I ZASADA TERMODYNAMIKI

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Monitoring metanowości wentylacyjnej przy użyciu metanoanemometru stacjonarnego

Wpływ charakterystyki zastępczej otoczenia rejonu wydobywczego na zagrożenie metanowe

Obszar zastosowań jednoobiegowej podkrytycznej siłowni ORC w elektrowni zasilanej wodą geotermalną z jednego i dwóch źródeł ciepła

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

WYZNACZANIE PARAMETRÓW PRZEPŁYWU CIECZY W PŁASZCZU CHŁODZĄCYM ZBIORNIKA CIŚNIENIOWEGO

Zasada działania maszyny przepływowej.

Modelowanie mechanizmu gromadzenia wybuchowego pyłu węglowego w strefach zabezpieczających

WYZNACZENIE STRUMIENIA WARTOŚCI W GÓRNICTWIE

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

ZAGROŻENIE PYŁAMI SZKODLIWYMI DLA ZDROWIA W PODZIEMNYCH WYROBISKACH DRĄŻONYCH KOMBAJNAMI CHODNIKOWYMI***

INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK. Strategiczny projekt badawczy PS3 pt. "Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach"

WPŁYW WYBRANYCH PARAMETRÓW NA PROCES SUSZENIA EKSTRAKTU Z BURAKÓW ĆWIKŁOWYCH W LABORATORYJNEJ SUSZARCE ROZPYŁOWEJ

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH: TECHNIKA PROCESÓW SPALANIA

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Instrukcja stanowiskowa

OCENA WARUNKÓW KLIMATYCZNYCH NA WYBRANYCH STANOWISKACH PRACY W ODDZIAŁACH PRZYGOTOWAWCZYCH KOPALŃ WĘGLA KAMIENNEGO

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

ROZPRAWA DOKTORSKA. Model obliczeniowy ogrzewań mikroprzewodowych

ZWALCZANIE ZAGROŻENIA KLIMATYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE BUDOWY KLIMATYZACJI GRUPOWEJ W POKŁADZIE 405 PARTIA L

Badanie klasy wymaganej odporności ogniowej wentylatora przy wykorzystaniu programu FDS

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA. Poszukiwanie optymalnej średnicy rurociągu oraz grubości izolacji

Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego

UKŁAD ZASILANIA I STEROWANIA GÓRNICZEGO WENTYLATORA LUTNIOWEGO Z FUNKCJĄ REGULACJI WYDAJNOŚCI

PRÓBA OPISU ZJAWISKA PRĄDÓW WSTECZNYCH METODAMI CFD**

Nowe rozwiązania urządzeń do pomiaru pól prędkości i rozkładów stężenia metanu oraz wyniki badań porównawczych

OCENA SKUTECZNOŚCI KLIMATYZACJI WYROBISK GÓRNICZYCH W KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

WENTYLATORY PROMIENIOWE MEDIUM-PRESSURE CENTRIFUGAL

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

Badania przepływu powietrza in situ w wyrobisku górniczym, wyznaczenie kryterium przydatności przyrządów i metod

ZAGROŻENIE WYRZUTAMI GAZÓW I SKAŁ

ANALIZA TERMODYNAMICZNA RUROWYCH GRUNTOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA DO PODGRZEWANIA POWIETRZA WENTYLACYJNEGO

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

Uniwersalne cechy temperatury śląskiej TŚ w normowaniu czasu pracy i bezpieczeństwa cieplnego górników w środowiskach pracy kopalń głębokich

KOMPENDIUM WIEDZY. Opracowanie: BuildDesk Polska CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKÓW I ŚWIADECTWA ENERGETYCZNE NOWE PRZEPISY.

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 15 WYMIENNIK CIEPŁA CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNE

BADANIE SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA

Transkrypt:

GÓRNICTWO I GEOLOGIA 2013 Tom 8 Zeszyt 3 Bernard NOWAK, Zbigniew KUCZERA, Rafał ŁUCZAK, Bogusław PTASZYŃSKI, Piotr ŻYCZKOWSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków WPŁYW LOKALIZACJI PAROWNIKA CHŁODZIARKI POWIETRZA ZABUDOWANEGO W DŁUGICH LUTNIOCIĄGACH NA WARUNKI KLIMATYCZNE W WYROBISKACH KORYTARZOWYCH Streszczenie. W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczące określenia wpływu lokalizacji parownika chłodziarki powietrza zabudowanego na trasie długiego lutniociągu na warunki klimatyczne w wyrobisku korytarzowym przewietrzanym kombinowaną wentylacją lutniową. Na podstawie wykonanych pomiarów eksperymentalnych oraz wyników iczeń otrzymanych z równań modelu matematycznego przedstawionego w pracy (Kuczera, 2012) wyznaczono temperaturę, wilgotność właściwą oraz wydatek objętościowy przepływającego powietrza w zasadniczym lutniociągu tłoczącym oraz wyrobisku korytarzowym. Podano dla nich odchyłki bezwzględne i względne. Następnie dla pięciu różnych wariantów zabudowy parownika chłodziarki powietrza w długim lutniociągu wykonano iczenia numeryczne w stanie ustalonym dotyczące określenia warunków klimatycznych w drążonym wyrobisku przygotowawczym. INFLUENCE OF LOCATION OF AIR COOLER EVAPORATOR BUILTIN LONG PIPES ON THE CLIMATIC CONDITIONS IN DOG Summary. The article presents the research results of determination an impact of location of air cooler evaporator built in long pipes on the climatic conditions in the excavation with a combined ventilated corridor system. On the basis of experimental measurements and calculation results obtained from the equations of the mathematical model presented in (Kuczera, 2012), parameters like heat, specific humidity and volume flow of air in the forcing long pipe and dog headings were determined. The absolute and relative deviations were given. Then for five different variants of air cooler evaporator built in the long pipe, numerical calculation in a steady state for determining the climatic conditions in the hollow preparatory excavation were carried out.

56 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski 1. Wstęp Zapewnienie właściwych warunków klimatycznych załodze górniczej zatrudnionej w długich wyrobiskach przygotowawczych, drążonych kombajnami chodnikowymi i przewietrzanych tłocząco-ssącą wentylacją lutniową, wymaga właściwego doboru (Nowak, 1997; Kuczera, 2012): parametrów lutniociągu zasadniczego i współpracującego z nim wentylatora zasadniczego, lokalizacji i mocy parownika chłodziarki powietrza zabudowanego w zasadniczym lutniociągu tłoczącym, parametrów pomocniczego lutniociągu ssącego współpracującego z określonym typem odpylacza powietrza. W niniejszym artykule zajęto się zagadnieniem ustalonych zmian temperatury, wilgotności właściwej oraz wydatku objętościowego powietrza w drążonym wyrobisku korytarzowym oraz w zasadniczym lutniociągu tłoczącym z zabudowanym na jego trasie parownikiem chłodziarki powietrza. Zmiany te określono przy zmiennej lokalizacji parownika na trasie lutniociągu, korzystając z równań modelu matematycznego przedstawionego w pracy (Kuczera, 2012), na podstawie których powstał program komputerowy wykorzystujący nowy sposób iczania mocy cieplnej parownika górniczej chłodziarki sprężarkowej DV-290. Metoda to polega na określeniu aktualnej mocy chłodniczej parownika chłodziarki sprężarkowej bezpośredniego działania nie, jak dotychczas, na podstawie iloczynu wydatku masowego poddanego chłodzeniu powietrza i różnicy jego entalpii właściwych na wlocie i wylocie parownika, lecz tylko na podstawie znajomości jednostkowej entalpii powietrza na wlocie parownika (Nowak i Kuczera, 2012). 2. Badania eksperymentalne Badania eksperymentalne dotyczące wpływu lokalizacji parownika chłodziarki powietrza zabudowanego na trasie długiego lutniociągu wykonano w chodniku podścianowym 7/VII, który był prowadzony w pokładzie 385/2 w rejonie pola eksploatacyjnego Stefanów w LW Bogdanka S.A.

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 57 Świeże powietrze do przodka chodnika podścianowego 7/VII dopływało lutniociągiem tłoczącym zakończonym lutnią zasobnikową i perforowaną z zamknięciem na jej końcu. Długość lutni zasobnikowej wynosiła 3,5 m, lutni perforowanej 10 m, a lutni metalowej z klapą zamykającą 3 m. Z takim lutniociągiem współpracował układ dwóch połączonych szeregowo wentylatorów typu ES-9 500/80 firmy CFT GmbH. Ich charakterystykę (CFT Polska Sp. z o.o., 2011) aproksymowano równaniem drugiego stopnia, którego postać ogólną podano wzorem (1): (1) Dla nominalnej prędkości obrotowej obu wentylatorów współczynniki w równaniu (1) wynoszą: a 0 n = 3923,16 Pa a 1 n = 633,2290 Pa s/m 3 (2) a 2 n = -41,4211 Pa s 2 /m 6 Lutniociąg zasadniczy tworzyły lutnie elastyczne o średnicy 1,2 m, a na jego trasie był zabudowany parownik chłodziarki bezpośredniego działania typu DV-290 firmy WAT GmbH. Końcowa część omawianego lutniociągu była zastąpiona lutniociągiem elastycznym o średnicy wynoszącej 0,8 m. Pomocniczy lutniociąg ssący współpracował z suchym odpylaczem powietrza typu HBKM 1/400 firmy CFT GmbH. Na rys. 1 przedstawiono lokalizacje poszczególnych elementów kombinowanej wentylacji lutniowej w rozważanym wyrobisku korytarzowym (wartości współrzędnej bieżącej s oraz odpowiadające im przekroje poprzeczne wyrobiska). Badania ustalonych zmian temperatury suchej, wilgotności właściwej oraz strumienia objętościowego powietrza w lutniociągu tłoczącym oraz w wyrobisku wykonano dla wybiegu chodnika podścianowego wynoszącego L 2 =2578 m, zmieniając lokalizację parownika na trasie zasadniczego lutniociągu tłoczącego (s 1 =2240 m, s 1 =2090 m, s 1 =1940 m, s 1 =1790 m, s 1 =1640 m). W analizie teoretycznej przewietrzania rozważanego wyrobiska kombinowaną wentylacją lutniową, na podstawie przyjętych i podanych w (Kuczera, 2012) założeń upraszczających parownik chłodziarki powietrza, lutnię zasobnikową i lutnię perforowaną z klapą zamykająca oraz całą instalację odpylającą zastąpiono odpowiednio oporami skupionymi. Ich wartości, także podane w pracy (Kuczera, 2012), określono eksperymentalnie. Można więc napisać, że średni opór R h parownika chłodziarki powietrza wynosił 10,34 Ns 2 /m 8, a średni opór R zp lutni zasobnikowej i perforowanej z zamknięciem 11,61 Ns 2 /m 8. Uwzględniając powyższe,

58 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski podany wcześniej schemat tłocząco-ssącej wentylacji lutniowej upraszcza się do postaci przedstawionej na rys. 2. Można w nim dla zasadniczego lutniociągu tłoczącego wyróżnić dwie strefy (Kuczera, 2012): 0 s s strefę I, obejmującą przedział 1 od najbliższego prądu opływowego (współrzędna bieżąca s=0, przekrój AA) do współrzędnej s=s1 (przekrój BB), w którym zabudowano parownik chłodziarki powietrza, 1 s L ' strefę II, obejmującą przedział 1 s od miejsca zabudowy parownika chłodziarki powietrza do wlotu do strefy przodkowej (współrzędna bieżąca s L1 W przekroju CC wyrobiska zlokalizowano także suchy odpylacz powietrza. (przekrój CC)). W rozważanych przypadkach przewietrzania wyrobiska korytarzowego, pomocniczy lutniociąg ssący wyposażony w suchy odpylacz filtracyjny powietrza miał w zasadzie stałą długość. Na podstawie badań eksperymentalnych, których rezultaty podano w (Kuczera, 2012) można napisać, że średni wydatek objętościowy powietrza przepływającego lutniociągiem pomocniczym wynosił Q 3 =6,77 m 3 /s, a średni przyrost temperatury t 3 =4,4 C. Rys. 1. Schemat tłocząco-ssącej wentylacji lutniowej w chodniku podścianowym 7/VII w LW Bogdanka S.A. (Kuczera, 2012) Fig. 1. Scheme of press-suction air-duct ventilation in bottom road 7/VII in LW Bogdanka S.A. (Kuczera, 2012)

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 59 Rys. 2. Uproszczony schemat przewietrzania wyrobiska podścianowego 7/VII w LW Bogdanka S.A. tłocząco-ssącą wentylacją kombinowaną z parownikiem chłodziarki w lutniociągu tłoczącym i odpylaczem suchym w lutniociągu ssącym (gdzie: t temperatura powietrza (ºC), x wilgotność właściwa powietrza (kg/kg), b ciśnienie bezwzględne powietrza (Pa), I entalpia właściwa powietrza (J/kg), Q strumień objętościowy powietrza (m 3 /s), m strumień masowy powietrza (kg/s), v prędkość przepływającego powietrza (m/s)) (Kuczera, 2012) Fig. 2. Simplified scheme of bottom road 7/VII ventilation in LW Bogdanka S.A. by press-suction combined ventilation with air cooler evaporator in blowing air-duct and dry dust collector in suction air-duct (where: t air temperature (ºC), x specific humidity of air (kg/kg), b air pressure (Pa), I specific enthalpy of air (J/kg), Q volumetric flow rate of air (m 3 /s), m mass flow rate of air (kg/s), v velocity of air (m/s)) (Kuczera, 2012) W celu iczenia rozkładu strumienia objętościowego powietrza na trasie lutniociągu przyjęto jak w (Kuczera, 2012): dla I strefy: - współczynnik nieszczelności lutniociągu k 1 =0,00001 m 3 /(s N 0,5 ), - opór jednostkowy lutniociągu r 1 =0,003590 Ns 2 /m 9, dla II strefy: - współczynnik nieszczelności lutniociągu k 2 =0,0009 m 3 /(s N 0,5 ), - opór jednostkowy lutniociągu r 2 =0,024254 Ns 2 /m 9. W wyrobisku były zainstalowane trzy rurociągi, stanowiące rozłożone źródła ciepła (LW Bogdanka S.A., 2011): przeciwpożarowy o średnicy D r,1 =0,15 m, odwadniający o średnicy D r,2 =0,15 m, odwadniający o średnicy wewnętrznej D r,3 =0,10 m.

60 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski Odstawę urobku w badanym chodniku podścianowym zapewniały (LW Bogdanka S.A., 2011): podajnik taśmowy PDT SIGMA 1000 o zainstalowanej mocy silników równej N p =4x15=60 kw, przenośnik taśmowy B 1000 o zainstalowanej mocy silników równej N p =2x75=150 kw, przenośnik taśmowy GWAREK 1000 o zainstalowanej mocy silników równej N p =2x55=110 kw. W przodku wyrobiska pracował kombajn chodnikowy AM-75 o łącznej mocy silników 347 kw oraz podajnik taśmowy PTB BOA 1000 o zainstalowanej mocy silnika N p =15 kw (LW Bogdanka S.A., 2011). Z uwagi na duże moce maszyn i urządzeń w wyrobisku były zabudowane trzy transformatory typu IT3 Sb 400 kva/6/0,5 o łącznej mocy N p =3x400=1200 kva (LW Bogdanka S.A., 2011). Początkowe parametry termodynamiczne powietrza na wlocie do zasadniczych wentylatorów ES 9 500/80 połączonych szeregowo wynosiły: t 0 =30,0ºC, x 0 =19,90 g/kg, b 0 =109304 Pa, Q 0 =13,54 m 3 /s. Pomiary in situ parametrów termodynamicznych powietrza w chodniku podścianowym 7/VII przeprowadzono dla wybiegu L 2 =2578 m i lokalizacji parownika chłodziarki powietrza dla współrzędnej bieżącej wyrobiska s=s 1 =1940 m. Następnie rezultaty pomiarów porównano graficznie oraz tabelarycznie z rezultatami iczeń otrzymanych na drodze numerycznej za pomocą utworzonego programu, składającego się z dwóch aplikacji (Kuczera, 2012): aplikacji cyfrowej dotyczącej opisu pracy parownika chłodziarki powietrza, aplikacji cyfrowej dotyczącej prognozy temperatury i wilgotności właściwej powietrza w wyrobisku korytarzowym. Program ten dla zadanych wartości początkowych pozwala wyznaczyć w odstępach 10-metrowych, równych wartości kroku iczeniowego zmiennej niezależnej s, liczbowe wartości poszukiwanych funkcji: temperatury, wilgotności właściwej i wydatku objętościowego powietrza w lutniociągu zasadniczym: t 1 (s), x 1 (s), Q 1 (s), temperatury, wilgotności właściwej i wydatku objętościowego powietrza w wyrobisku korytarzowym: t 2 (s), x 2 (s), Q 2 (s).

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 61 Opisane wcześniej maszyny i urządzenia pracujące w chodniku podścianowym 7/VII, zaliczone do skupionych źródeł ciepła, oznaczono na wykresach następującymi symbolami (Kuczera, 2012): odcień szarości jaśniejszy, dotyczący lutniociągu zasadniczego, odcień szarości ciemniejszy, dotyczący wyrobiska korytarzowego, układ szeregowo połączonych wentylatorów lutniowych ES-9 500/80, parownik chłodnicy powietrza DV-290, silniki przenośnika taśmowego GWAREK 1000 o łącznej mocy 110 kw, stacja transformatorowa ITSb o mocy 400 kva, silniki przenośnika taśmowego B 1000 o łącznej mocy 150 kw, silnik napędzający sprężarkę firmy CARRIER 5H86 o mocy 90 kw, silniki podajnika taśmowego PDT SIGMA o łącznej mocy 60 kw, silnik podajnika taśmowego PTB BOA o mocy 15 kw, silniki kombajnu AM-75 o łącznej mocy 347 kw, powietrze świeże, powietrze zużyte. Porównanie wyników pomiarów temperatury, wilgotności właściwej i wydatku objętościowego powietrza w zasadniczym lutniociągu tłoczącym z wynikami iczeń numerycznych dla współrzędnej bieżącej zabudowy parownika chłodziarki powietrza wynoszącej 1940 m przedstawiono w formie graficznej na rys. 3. Na przedstawionych wykresach liniami oznaczono wyniki iczeń, natomiast okręgami wyniki pomiarów (oznaczając odpowiednio odcieniem szarości jaśniejszym lutniociąg, ciemniejszym zaś wyrobisko). W tabeli 1 porównano wyniki pomiarów i iczeń w stanie ustalonym temperatury, wilgotności właściwej oraz wydatku objętościowego powietrza dla zasadniczego lutniociągu tłoczącego przez iczenie odchyłek bezwzględnych i względnych oznaczonych odpowiednio przez Δ i δ. Natomiast w tabeli 2 przedstawiono porównanie wyników pomiarów i iczeń temperatury oraz wilgotności właściwej powietrza na trasie wyrobiska korytarzowego.

62 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski Rys. 3. Porównanie wyników pomiarów temperatury (3.1) i wilgotności właściwej (3.2) powietrza w wyrobisku i lutniociągu oraz wydatku objętościowego powietrza (3.3) w lutniociągu z wynikami iczeń numerycznych dla współrzędnej bieżącej zabudowy parownika chłodziarki powietrza s=s1=1940 m Fig. 3. Comparison of results of temperature measurements (3.1) and specific humidity of air (3.2) in excavation and air-duct and volumetric flow rate of air (3.3) in air-duct with results of numerical calculations for a current coordinate of built-in air cooler evaporator s=s 1 =1940 m

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 63 Tabela 1 Porównanie wyników pomiarów i iczeń temperatury (termometru suchego), wilgotności właściwej oraz wydatku objętościowego powietrza dla zasadniczego lutniociągu tłoczącego Punkt pomiarowy w wyrobisku Porównanie wyników pomiarów i iczeń dla wyrobiska korytarzowego Współrzędna bieżąca wyrobiska Temperatura powietrza (zaokrąglona oraz jej iczone odchyłki do kroku siatki ) s pom t 2 t 2 Δt 2 δt 2 Wilgotność właściwa powietrza oraz jej iczone odchyłki pom x 2 x 2 Δx 2 δx 2 (m) ( C) ( C) ( C) (%) (g/kg) (g/kg) (g/kg) (%) 1 0 32,2 31,19-1,01-3,14 21,52 19,99-1,53-7,11 2 30 31,6 30,55-1,05-3,32 21,79 20,36-1,43-6,56 3 230 31,6 30,40-1,20-3,80 21,44 20,09-1,35-6,30 4 430 31,2 30,29-0,91-2,92 21,26 19,81-1,45-6,82 5 630 31,0 30,26-0,74-2,39 21,00 19,52-1,48-7,05 6 830 30,8 30,34-0,46-1,49 20,73 19,21-1,52-7,33 7 1030 30,6 30,63 0,03 0,10 20,13 18,87-1,26-6,26 8 1230 30,2 29,40-0,80-2,65 19,96 18,49-1,47-7,36 9 1430 29,8 29,21-0,59-1,98 19,80 18,19-1,61-8,13 10 1630 29,6 29,00-0,60-2,03 19,56 17,89-1,67-8,54 11 1830 29,4 28,74-0,66-2,24 19,31 17,58-1,73-8,96 12 2030 29,0 28,20-0,80-2,76 17,85 17,32-0,53-2,97 13 2230 29,0 29,20 0,20 0,69 16,90 17,06 0,16 0,95 14 2530 29,2 29,99 0,79 2,71 16,19 16,40 0,21 1,30 Badania numeryczne mające na celu określenie wpływu lokalizacji parownika chłodziarki powietrza zabudowanego na trasie długiego lutniociągu na warunki klimatyczne w wyrobisku korytarzowym były prowadzone dla pięciu wariantów badawczych różniących się od siebie odległością parownika chłodziarki powietrza od przodka (L 2 -L 1,1 ), długością pierwszej L 1,1 i drugiej części lutniociągu L 1,2 oraz lokalizacją zabudowy w wyrobisku maszyn i urządzeń s m (tabela 3).

64 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski Punkt pomiarowy w wyrobisku Tabela 2 Porównanie wyników pomiarów i iczeń temperatury (termometru suchego) oraz wilgotności właściwej powietrza dla chodnika podścianowego 7/VII Współrzędna bieżąca wyrobiska (zaokrąglona do kroku siatki) s Porównanie wyników pomiarów i iczeń dla wyrobiska korytarzowego pom t 2 Temperatura powietrza oraz jej iczone odchyłki t 2 Δt 2 δt 2 Wilgotność właściwa powietrza oraz jej iczone odchyłki pom x 2 x 2 Δx 2 δx 2 [m] [ C] [ C] [ C] [%] [g/kg] [g/kg] [g/kg] [%] 1 0 32,2 31,19-1,01-3,14 21,52 19,99-1,53-7,11 2 30 31,6 30,55-1,05-3,32 21,79 20,36-1,43-6,56 3 230 31,6 30,40-1,20-3,80 21,44 20,09-1,35-6,30 4 430 31,2 30,29-0,91-2,92 21,26 19,81-1,45-6,82 5 630 31,0 30,26-0,74-2,39 21,00 19,52-1,48-7,05 6 830 30,8 30,34-0,46-1,49 20,73 19,21-1,52-7,33 7 1030 30,6 30,63 0,03 0,10 20,13 18,87-1,26-6,26 8 1230 30,2 29,40-0,80-2,65 19,96 18,49-1,47-7,36 9 1430 29,8 29,21-0,59-1,98 19,80 18,19-1,61-8,13 10 1630 29,6 29,00-0,60-2,03 19,56 17,89-1,67-8,54 11 1830 29,4 28,74-0,66-2,24 19,31 17,58-1,73-8,96 12 2030 29,0 28,20-0,80-2,76 17,85 17,32-0,53-2,97 13 2230 29,0 29,20 0,20 0,69 16,90 17,06 0,16 0,95 14 2530 29,2 29,99 0,79 2,71 16,19 16,40 0,21 1,30 Tabela 3 Charakterystyczne wymiary dotyczące wentylacji kombinowanej i lokalizacji maszyn i urządzeń w wyrobisku korytarzowym Wariant badawczy wariant pierwszy wariant drugi wariant trzeci wariant czwarty wariant piąty L 2 (m) L 1 (m) L' 1 (m) L 1,1 =s 1 (m) L 1,2 (m) L 2 -L 1, 1 (m) 2578 2570 2552 2240 312 338 2578 2570 2552 2090 462 488 2578 2570 2552 1940 612 638 2578 2570 2552 1790 762 788 2578 2570 2552 1640 912 938 s m (m) 10, 1196, 2230, 2428, 2438, 2508 10, 1196, 2080, 2428, 2438, 2508 10, 1196, 1930, 2428, 2438, 2508 10, 1196, 1780, 2428, 2438, 2508 10, 1196, 1630, 2428, 2438, 2508

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 65 t Wyniki otrzymane na drodze iczeń numerycznych temperatury 1, wilgotności właściwej x 1 Q i wydatku objętościowego powietrza 1 w zasadniczym lutniociągu tłoczącym dla pięciu badanych wariantów różniących się lokalizacją parownika chłodziarki powietrza w zasadniczym lutniociągu tłoczącym zebrano w tabeli 4, a wyniki iczeń temperatury przedstawiono w tabeli 5. s t 2 i wilgotności właściwej powietrza x 2 w wyrobisku korytarzowym Tabela 4 Wyniki iczeń temperatury (termometru suchego), wilgotności właściwej i wydatku objętościowego powietrza w zasadniczym lutniociągu tłoczącym otrzymane na drodze iczeń numerycznych pierwszy (s 1 =2240 m) x 1 Q 1 s t 1 drugi (s 1 =2090 m) t 1 x 1 Q 1 s trzeci (s 1 =1940 m) t 1 x 1 Q 1 (m) ( C) (g/kg) (m 3 /s) (m) ( C) (g/kg) (m 3 /s) (m) ( C) (g/kg) (m 3 /s) 0 30,0-13,25 0 30,0-13,10 0 30,0-12,96 10 35,16 19,99-10 35,24 19,99-10 35,31 19,99-2240 30,91 19,99 11,79 2090 31,05 19,99 11,71 1940 31,18 19,99 11,66 2250 23,53 16,73-2100 23,68 16,74-1950 23,81 16,74-2550 24,62 16,73 10,69 2550 25,25 16,74 10,00 2550 25,79 16,74 9,40 czwarty (s 1 =1790 m) piąty (s 1 =1640 m) s t 1 x 1 Q 1 s t 1 x 1 Q 1 (m) ( C) (g/kg) (m 3 /s) (m) ( C) (g/kg) (m 3 /s) 0 30,0-12,85 0 30,0-12,76 10 35,37 19,99-10 35,42 19,99-1790 31,46 19,99 11,63 1640 31,65 19,99 11,63 1800 24,07 16,73-1650 24,25 16,71-2550 26,39 16,73 8,87 2550 26,82 16,71 8,33 Tabela 5 Wyniki iczeń temperatury (termometru suchego) i wilgotności właściwej powietrza w wyrobisku korytarzowym otrzymane na drodze iczeń numerycznych Współrzędna bieżąca wyrobiska (zaokrąglona do kroku siatki) s pierwszy (s 1 =2240 m) t 2 x 2 t 2 drugi (s 1 =2090 m) x 2 t 2 trzeci (s 1 =1940 m) x 2 t 2 czwarty (s 1 =1790 m) x 2 t 2 piąty (s 1 =1640 m) x 2 (m) ( C) (g/kg) ( C) (g/kg) ( C) (g/kg) ( C) (g/kg) ( C) (g/kg) 0 31,19 20,60 31,22 20,60 31,19 19,99 31,28 20,60 31,22 20,40 30 30,56 20,56 30,58 20,56 30,55 20,36 30,63 20,56 30,57 20,35 230 30,42 20,30 30,43 20,30 30,40 20,09 30,48 20,30 30,41 20,08

66 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski cd. tabeli 5 430 30,32 20,04 30,33 20,03 30,29 19,81 30,37 20,03 30,29 19,80 630 30,30 19,76 30,31 19,75 30,26 19,52 30,33 19,75 30,24 19,51 830 30,39 19,47 30,40 19,46 30,34 19,21 30,41 19,46 30,30 19,21 1030 30,69 19,14 30,69 19,13 30,63 18,87 30,68 19,13 30,54 18,87 1230 29,51 18,78 29,50 18,76 29,40 18,49 29,41 18,77 29,21 18,50 1430 29,39 18,48 29,35 18,47 29,21 18,19 29,17 18,49 28,86 18,21 1630 29,28 18,18 29,21 18,17 29,00 17,89 28,85 18,21 27,78 17,94 1830 29,21 17,87 29,07 17,86 28,74 17,58 27,93 17,98 28,07 17,82 2030 29,20 17,54 28,93 17,54 28,20 17,32 28,54 17,85 28,67 17,66 2230 29,30 17,18 28,94 17,28 29,20 17,06 29,57 17,64 29,75 17,39 2530 28,88 16,67 29,47 16,73 29,99 16,40 30,57 17,04 30,99 16,68 3. Podsumowanie Na podstawie otrzymanych na drodze numerycznej ustalonych rozkładów temperatury i wilgotności właściwej powietrza w lutniociągu tłoczącym oraz w wyrobisku korytarzowym, a także rozkładu objętościowego wydatku powietrza w lutniociągu przedstawionych graficznie na rys. 3 można wysunąć następujące wnioski: znaczący wpływ na przyrost temperatury powietrza t 1 (s) w lutniociągu zasadniczym miały szeregowo połączone wentylatory lutniowe (przyrost iczonej temperatury w wyniku działania szeregowo połączonych wentylatorów lutniowych wynosił około 5 C), działanie parownika chłodnicy powietrza, który stanowił lokalne ujemne źródło ciepła i wilgoci w lutniociągu, było powodem skokowego spadku temperatury t 1 (s) (wykres 3.1) i wilgotności właściwej powietrza x 1 (s) (wykres 3.2) w lutniociągu tłoczącym dla przekroju wyrobiska s = s 1, lokalne działanie zlokalizowanych wzdłuż wybiegu wyrobiska maszyn i urządzeń było powodem skokowych zmian temperatury t 2 (s), której przebiegi zaznaczone ciemniejszą linią przedstawiono na wykresie 3.1 (rys. 3), zlokalizowane w przestrzeni przodkowej lokalne źródła ciepła i wilgoci były powodem nieciągłości temperatury i wilgotności właściwej powietrza na wylocie ze strefy s L przodkowej (dla współrzędnej bieżącej 1 ),

Wpływ lokalizacji parownika chłodziarki powietrza... 67 wilgotność właściwa x 2 (s) powietrza podczas jego przepływu wyrobiskiem korytarzowym rosła monotonicznie, wzrost odległości od przodka zabudowanego na trasie lutniociągu parownika chłodziarki powietrza z 312 m do 912 m spowodował odpowiednio: - wzrost temperatury powietrza na wylocie z zasadniczego lutniociągu tłoczącego z 24,62 C do 26,82 C, - zmianę wilgotności właściwej powietrza na wylocie z lutniociągu w przedziale od 16,71 g/kg do 16,74 g/kg, - spadek strumienia objętościowego przepływającego powietrza na wylocie z lutniociągu z 10,69 m 3 /s do 8,33 m 3 /s, w badanych wariantach aktualna moc cieplna parownika chłodziarki powietrza wynosiła: - dla wariantu pierwszego 232,46 kw, - dla wariantu drugiego 230,41 kw, - dla wariantu trzeciego 229,30 kw, - dla wariantu czwartego 229,49 kw, - dla wariantu piątego 230,10 kw. Artykuł powstał w ramach pracy statutowej numer 11.11.100.598. BIBLIOGRAFIA 1. Kuczera Z.: Metoda doboru mocy chłodniczej dla zapewniania właściwych warunków klimatycznych w wyrobiskach z wentylacją odrębną. Praca doktorska niepublikowana, Kraków 2012. 2. Nowak B., Kuczera Z.: Heat power determination of DV-290 refigerator's evaporator on the basis of thermodynamic parameters of inlet air. Archives of Mining Science, Vol. 57, No. 4, Kraków 2012. 3. Nowak B.: Temperatura i wilgotność powietrza w wyrobiskach przewietrzanych nieszczelnymi lutniociągami. Rozprawy, Monografie, nr 56, Wydawnictwa AGH, Kraków 1997. 4. CFT Polska Sp. z o.o.: Wentylatory Korfmann ES9-500/80 materiały reklamowe firmy CFT GmbH, Katowice 2011. 5. LW Bogdanka S.A.: Załączniki do Planu Ruchu ZG LW Bogdanka S.A. dotyczące dokumentacji techniczo-ruchowej drążenia chodnika podścianowego 7/VII w pokładzie 385/2, Puchaczów 2011. Abstract Proper selection of elements as (Nowak, 1997; Kuczera, 2012): - parameters of a principal air-duct and a co-working principal fan, - localization and power of an air cooling evaporator, which is installed in the principal bowling air-duct,

68 B. Nowak, Z. Kuczera, R. Łuczak, B. Ptaszyński, P. Życzkowski - parameters of an auxiliary suction air-duct, which co-works with specified type of air dust collector, are required to ensure appropriate climatic conditions for a mine crew, which is employed in long excavations drilling by a header machine and venting by a press-suction air-duct. In the article the results of research on the determination of the impact of the air cooling evaporator built in the way of long air-duct on the climatic conditions in the roadways venting by a combined air-duct ventilation are presented. The research were conducted in real conditions in a bottom road 7/VII, which is located in a layer 385/2 in the region of Stefanów fields of exploitation in LW Bogdanka S.A. On the basis of experimental measurements and calculated results obtained from the mathematical model equations presented in (Kuczera, 2012), parameters as temperature, specific humidity and volumetric flow rate of air in the principle blowing air-duct and roadways were determined. For these parameters the absolute and relative deviations were presented (tables 1 and 2). Then for five different variants of built-in air cooler evaporator in long air-duct, which were described in table 3, numerical calculations in steady state were performed for determining the climatic conditions in carved support excavation. Parameters (temperature and specific humidity) obtained in the steady state for different variants of evaporator localization were presented in a table 5 for comparison.