- Tytuł:
-
Optimization of forced air flow by the comparison of positive and negative regulations in mine ventilation network
Optymalizacja wymuszonego rozpływu powietrza w kopalnianych sieciach wentylacyjnych - porównanie regulacji dodatniej i ujemnej - Autorzy:
- Pach, G.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/220255.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
kopalniana sieć wentylacyjna
rozpływ wymuszony powietrza
koszty przewietrzania
optymalizacja rozpływu powietrza w sieci kopalnianej
bezpieczna wentylacja kopalni
zależne prądy powietrza - Opis:
-
Mining ventilation should ensure in the excavations required amount of air on the basis of determined regulations and to mitigate various hazards. These excavations are mainly: longwalls, function chambers and headings. Considering the financial aspect, the costs of air distribution should be as low as possible and due to mentioned above issues the optimal air distribution should be taken into account including the workers safety and minimization of the total output power of main ventilation fans. The optimal air distribution is when the airflow rate in the mining areas and functional chambers are suitable to the existing hazards, and the total output power of the main fans is at a minimal but sufficient rate. Restructuring of mining sector in Poland is usually connected with the connection of different mines. Hence, dependent air streams (dependent air stream flows through a branch which links two intake air streams or two return air streams) exist in ventilation networks of connected mines. The zones of intake air and return air include these air streams. There are also particular air streams in the networks which connect subnetworks of main ventilation fans. They enable to direct return air to specified fans and to obtain different airflows in return zone. The new method of decreasing the costs of ventilation is presented in the article. The method allows to determine the optimal parameters of main ventilation fans (fan pressure and air quantity) and optimal air distribution can be achieved as a result. Then the total output power of the fans is the lowest which makes the reduction of costs of mine ventilation. The new method was applied for selected ventilation network. For positive regulation (by means of the stoppings) the optimal air distribution was achieved when the total output power of the fans was 253.311 kW and for most energy-intensive air distribution it was 409.893 kW. The difference between these cases showed the difference in annual energy consumption which was 1 714 MWh what was related to annual costs of fan work equaled 245 102 Euro. Similar values for negative regulation (by means of auxiliary fans) were: the total output power of the fans 203.359 kW (optimal condition) and 362.405 kW (most energy-intensive condition). The difference of annual energy consumption was 1 742 MWh and annual difference of costs was 249 106 Euro. The differences between optimal airflows considering positive and negative regulations were: the total output power of fans 49.952 kW, annual energy consumption 547 MWh, annual costs 78 217 Euro.
Przewietrzanie podziemnej kopalni powinno zapewnić dostarczenie odpowiedniej do poziomu zagrożeń i zgodnej z przepisami prawa ilości powietrza do wyrobisk górniczych w których znajdują się miejsca pracy górników. Takimi wyrobiskami są np. ściany i komory funkcyjne. Ze względów finansowych korzystne jest, aby takie przewietrzanie odbywało się przy jak najmniejszym koszcie. Z tego powodu celowe jest poszukiwanie optymalnego rozpływu powietrza uwzględniającego bezpieczeństwo pracy górników jak i minimalizującego moc wentylatorów głównego przewietrzania. Podczas prowadzonej w Polsce restrukturyzacji górnictwa często dochodzi do łączenia kopalń. Z tego powodu w sieciach wentylacyjnych połączonych kopalń występują zależne prądy powietrza, zarówno w strefie powietrza doprowadzanego (świeżego) jak i odprowadzanego (zużytego). W takich sieciach występują również szczególne prądy powietrza łączące podsieci wentylatorów głównego przewietrzania. Pozwalają one na manewrowanie (kierowanie) rozdziałem powietrza odprowadzanego (zużytego) na poszczególne wentylatory, a poprzez to uzyskiwanie różnych rozpływów powietrza w strefie zużytej. W artykule ukazano rezultaty badań nad takimi sieciami. Wskazano nową metodę pozwalającą na obniżenie kosztów wentylacji. Przedstawiona w pracy metoda pozwala na wyznaczenie parametrów wentylatorów głównego przewietrzania (spiętrzenia i wydajności), przy których uzyskuje się optymalny rozpływ powietrza. Wartość sumarycznej mocy użytecznej wentylatorów głównego przewietrzania jest wtedy najniższa, efektem czego jest obniżenie kosztów wentylacji kopalni. Według nowej metody wykonano obliczenia dla przykładowej sieci wentylacyjnej. Przy regulacji dodatniej (za pomocą tam regulacyjnych) optymalny rozpływ powietrza uzyskiwany był przy sumarycznej mocy użytecznej wentylatorów wynoszącej 253 311 W, zaś dla najmniej korzystnego rozpływu powietrza wartość ta wynosiła 409 893 W. Różnica pomiędzy tymi rozpływami przekładała się na roczną różnicę w zużyciu energii wynoszącą 1714 MWh oraz na roczna różnicę kosztów pracy wentylatorów 245 102 Euro. Analogiczne wartości dla regulacji ujemnej (z uwzględnieniem pracy wentylatorów pomocniczych) wynosiły: sumaryczne moce użyteczne wentylatorów 203 359 W (stan optymalny) i 362 405 W (stan najmniej korzystny), roczna różnica zużycia energii 1742 MWh i roczna różnica kosztów 249 106 Euro. Różnice pomiędzy rozpływami optymalnymi przy regulacji dodatniej i ujemnej wynosiły: dla sumarycznej mocy użytecznej 49 952 W, dla rocznego zużycia energii 547 MWh, dla rocznych kosztów 78 217 Euro. - Źródło:
-
Archives of Mining Sciences; 2018, 63, 4; 853-870
0860-7001 - Pojawia się w:
- Archives of Mining Sciences
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł