- Tytuł:
-
Determination of critical conditions of spontaneous combustion of coal in longwall gob areas
Wyznaczanie warunków krytycznych samozapalania węgla w zrobach ścian - Autorzy:
- Cygankiewicz, J.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/219002.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
spontaneous combustion
coal
mathematical model
numerical solutions
critical conditions of spontaneous combustion
samozapalanie
węgiel
model matematyczny
rozwiązania numeryczne
warunki krytyczne samozapalania - Opis:
-
Decades of experience in the fight against endogenous fire hazard in coal mines indicate a major influence of certain conditions in a given area of the mine on the possibility of fire occurrence, such as: susceptibility of coals to spontaneous combustion, oxygen content in the air incoming to the self-heating coal, conditions of heat exchange between the self-heating coal mass and the environment This paper presents a numerical method for determining the critical conditions of spontaneous combustion of coal in longwall gob areas, i.e. conditions under which spontaneous combustion may occur. It has been assumed that crushed coal in the gob has a shape of a flat layer adjacent from the roof and floor side to the rocks. Our considerations have been limited to coals containing small amount of moisture. A simple model of oxidation kinetics on the coal surface expressed by the Arrhenius equation has been adopted. His model assumes that oxidation rate is independent of the amount of oxygen absorbed by coal. The rate of reaction depends only on temperature, with the parameters of the equation changing after the coal Has reached the critical temperature. The article presents also a mathematical model of spontaneous heating of the coal layer in the gob area. It describes the heat balance in the coal as well as the oxygen and heat balance in the flowing gases. The model consists of a system of differential equations which are solved using numerical techniques. The developed computer program enables to perform the relevant calculations. In this paper, on the example of coal from a seam 405, we present the method for determining the following critical parameters of the layer of crushed coal: thickness of the layer, oxygen content in a stream of gases flowing through the layer and thermal conductivity of surrounding rocks.
Wieloletnie doświadczenie w zakresie zwalczania zagrożenia pożarem endogenicznym w kopalniach wskazują na zasadniczy wpływ na możliwość zaistnienia pożaru niektórych warunków panujących w danym miejscu kopalni, takich jak: skłonność węgla do samozapalania zawartość tlenu w powietrzu dopływającym do zagrzewającego się węgla. W pracy przedstawiono numeryczną metodę wyznaczania warunków krytycznych samozapalania węgla w zrobach ścian, czyli takich po spełnieniu których może dojść do samozapalenia. Przyjęto, że znajdujący się w zrobach rozkruszony węgiel ma kształt płaskiej warstwy, sąsiadującej od stropu i spągu ze skałami. Rozważania ograniczono do węgli charakteryzujących się niską zawartością wilgoci. Przyjęto prosty model kinetyki utleniania na powierzchni węgla wyrażony równaniem Arrheniusa. Model ten zakłada niezależność szybkości utleniania od ilości tlenu pochłoniętego przez węgiel. Szybkość reakcji zależy jedynie od temperatury , przy czym występujące w równaniu parametry zmieniają się po osiągnięciu przez węgiel temperatury krytycznej. W artykule przedstawiono matematyczny model samozagrzewania warstwy węgla w zrobach opisujący bilans ciepła w węglu oraz bilans tlenu i bilans ciepła w przepływających gazach. Tworzące model układy równań różniczkowych cząstkowych rozwiązywane są metodami numerycznymi. Opracowany program komputerowy umożliwia wykonywanie stosownych obliczeń. W pracy, na przykładzie węgla z pokładu 405 , przedstawiono sposób wyznaczania warunków krytycznych warstwy rozkruszonego węgla: grubości warstwy, zawartości tlenu w przepływających przez warstwę gazach oraz przewodności cieplnej otaczających skał. - Źródło:
-
Archives of Mining Sciences; 2015, 60, 3; 761-776
0860-7001 - Pojawia się w:
- Archives of Mining Sciences
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł