HORNICKO-GEOLOGICKÁ FAKULTA

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ – TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA HORNICKO-GEOLOGICKÁ FAKULTA Institut hornického inženýrství a bezpečnosti

ŘEŠENÍ ZPŮSOBŮ SEPARÁTNÍHO VĚTRÁNÍ S POUŽITÍM CHLADICÍCH ZAŘÍZENÍ S ELIMINACÍ NEBEZPEČÍ VYSTUPUJÍCÍHO METANU

Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003

Prof. Ing. Pavel Prokop, CSc. Ing. Ferdinand Kopáček, Ph.D.

Listopad 2006

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta Institut hornického inženýrství a bezpečnosti ve spolupráci s ÚG AV ČR Ostrava

Programový projekt VaV ČBÚ č. 24/2003: Řešení způsobů separátního větrání s použitím chladicích zařízení s eliminací nebezpečí vystupujícího metanu

ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA K programovému projektu ČBÚ č. 24/2003

ŘEŠENÍ ZPŮSOBŮ SEPARÁTNÍHO VĚTRÁNÍ S POUŽITÍM CHLADICÍCH ZAŘÍZENÍ S ELIMINACÍ NEBEZPEČÍ VYSTUPUJÍCÍHO METANU

Zahájení: Ukončení:

plán: dle podpisu smlouvy plán: 30. 9. 2005

Objednatel: Zhotovitel: Odpovědný řešitel: Spoluřešitel:

skutečnost: 29. 5. 2003 skutečnost: 31. 12. 2006 v souladu s dodatky smlouvy

ČBÚ Praha HGF, VŠB-TU Ostrava prof. Ing. Pavel Prokop, CSc. Ing. Ferdinand Kopáček, Ph.D.

Ostrava Listopad 2006

1

DÍLČÍ PROJEKT Č. 1 ................................................................................................................................5 1.1 USPOŘÁDÁNÍ 1.1 – FOUKACÍ VĚTRÁNÍ S CHLADICÍM ZAŘÍZENÍM UMÍSTĚNÝM PŘÍMO NA ZAČÁTKU LUTNOVÉHO TAHU. ..............................................................................................................................................8 Návrh uspořádaní ..........................................................................................................................................8 1.2 USPOŘÁDÁNÍ 1.2 – FOUKACÍ VĚTRÁNÍ S CHLADICÍM ZAŘÍZENÍM UMÍSTĚNÝM PŘED ZAČÁTKEM LUTNOVÉHO TAHU. ..............................................................................................................................................9 Návrh uspořádání ..........................................................................................................................................9 1.3 USPOŘÁDÁNÍ 1.3 – SEPARÁTNÍ VĚTRÁNÍ KOMBINOVANÉ FOUKACÍ S VEDLEJŠÍM LUTNOVÝM TAHEM FOUKACÍM S CHLADICÍM ZAŘÍZENÍM..................................................................................................................10 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................10 1.4 USPOŘÁDÁNÍ 1.5 – SEPARÁTNÍ VĚTRÁNÍ KOMBINOVANÉ FOUKACÍ S CHLADICÍM ZAŘÍZENÍM V BOČNÍKU A VEDLEJŠÍM SACÍM LUTNOVÝM TAHEM S ODPRAŠOVACÍM ZAŘÍZENÍM ..........................................12 Návrh uspořádání bočníku...........................................................................................................................12 Návrh uspořádání s bočníkem......................................................................................................................13 1.5 USPOŘÁDÁNÍ 1.5A ..............................................................................................................................14 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................14 1.6 USPOŘÁDÁNÍ 1.6 .................................................................................................................................15 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................15 1.7 USPOŘÁDÁNÍ 1.6A ..............................................................................................................................16 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................16 1.8 USPOŘÁDÁNÍ 1.7 .................................................................................................................................17 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................17 1.9 USPOŘÁDÁNÍ 1.8 .................................................................................................................................17 Návrh uspořádání ........................................................................................................................................18 1.10 PRACOVIŠTĚ VYTIPOVANÁ K VERIFIKACI USPOŘÁDÁNÍ .......................................................................18 Uspořádání 1.2.............................................................................................................................................19 Uspořádání 1.3.............................................................................................................................................19 Uspořádání 1.5A ..........................................................................................................................................19 Uspořádání 1.6A ..........................................................................................................................................20 Uspořádání 1.8.............................................................................................................................................20 1.11 SHRNUTÍ ..............................................................................................................................................20

2

DÍLČÍ PROJEKT Č. 2 ..............................................................................................................................20 2.1 ANALÝZY OVLIVNĚNÍ PLYNOVÝCH POMĚRŮ .......................................................................................21 Analýza v neproraženém důlním díle ...........................................................................................................21 Analýza v úseku překrytí hlavního foukacího a vedlejšího sacího větrání ...................................................23 Analýza v úseku překrytí dvou foukacích lutnových tahů.............................................................................24 Analýza v separátně větraném díle po přepnutí na vzduchový pohon..........................................................26 Analýza v separátně větraném díle po zastaveném větrání ..........................................................................27 2.2 VÝPOČET POTŘEBNÉHO OBJEMOVÉHO PRŮTOKU NA ČELBU ................................................................29 Výpočet VPOP pro uspořádání 1.2 na pracovišti 0825 245 ........................................................................29 Výpočet VPOP pro uspořádání 1.3 na pracovišti 5201/1 ............................................................................30 Výpočet VPOP pro uspoř. 1.5A na pracovišti 239 562 ................................................................................31 Výpočet VPOP pro uspořádání 1.6A na pracovišti 610-1............................................................................31 Výpočet VPOP pro uspořádání 1.8 na pracovišti 11011 .............................................................................32 2.3 SHRNUTÍ ..............................................................................................................................................32

3

DÍLČÍ PROJEKT Č. 3 ..............................................................................................................................33 3.1 ZHODNOCENÍ A ANALÝZA NAVRŽENÝCH USPOŘÁDÁNÍ........................................................................33 Výpočet VPOP pro jednotlivá uspořádání ...................................................................................................34 Rozbor předpokládané použitelnosti jednotlivých uspořádání ....................................................................35 3.2 VÝPOČTY OBJEMOVÝCH PRŮTOKŮ A MIKROKLIMATICKÝCH PODMÍNEK PROGRAMEM SEPARAT 1.1 38 Zpracování výsledků z grafických výstupů SEPARAT..................................................................................61 3.3 NÁVRH INSTALACE ČIDEL PRO NOVOU VYHLÁŠKU ..............................................................................63 Uspořádání 1.1.............................................................................................................................................63 Uspořádání 1.2.............................................................................................................................................63 Uspořádání 1.3.............................................................................................................................................64 Uspořádání 1.5.............................................................................................................................................64 Uspořádání 1.5A ..........................................................................................................................................64

1 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Uspořádání 1.6.............................................................................................................................................64 Uspořádání 1.6A ..........................................................................................................................................65 Uspořádání 1.7.............................................................................................................................................65 Uspořádání 1.8.............................................................................................................................................65 3.4 SHRNUTÍ ..............................................................................................................................................65 4

DÍLČÍ PROJEKT Č. 4 AŽ 6 .....................................................................................................................66 4.1 MATEMATICKÝ MODEL VÝPOČTU AERODYNAMICKÝCH A MIKROKLIMATICKÝCH PODMÍNEK .............67 Obecná pravidla...........................................................................................................................................67 Výpočet aerodynamických podmínek ...........................................................................................................67 Výpočet mikroklimatických podmínek ..........................................................................................................69 Výměna tepla a vlhkosti na čelbě a chodbě..................................................................................................70 Řešení typových schémat..............................................................................................................................71 4.2 VÝPOČET POTŘEBNÉHO OBJEMOVÉHO PRŮTOKU, AERODYNAMICKÝCH A KLIMATICKÝCH POMĚRŮ SEPARÁTNÍHO VĚTRÁNÍ .....................................................................................................................................71 Výpočet VPOP..............................................................................................................................................71 Výpočet SEPARAT 1.1 ................................................................................................................................72 4.3 DATABÁZE VSTUPNÍCH ÚDAJŮ VÝPOČTU SEPARAT ..........................................................................76 Aerodynamické odpory luten........................................................................................................................76 Charakteristiky lutnových ventilátorů ..........................................................................................................77 Aerodynamické odpory zařízení SeV............................................................................................................80 Chladicí jednotka MMRP – 130 E ...............................................................................................................81 Chladicí jednotka DV - 150..........................................................................................................................82 Chladicí jednotka MMRP – 260...................................................................................................................83 Aerodynamické odpory chodeb a vlastnosti hornin .....................................................................................84 Prameny uvedených aerodynamických a teplotníchveličin používaných ve výpočtu SEPARAT 1.1 ............85 4.4 PŘEDÁNÍ VÝPOČTU SEPARAT 1.1 SBS A DO ZKUŠEBNÍHO PROVOZU NA DVA DOLY OKD.................85 4.5 SHRNUTÍ ..............................................................................................................................................85

5

DÍLČÍ PROJEKT Č. 7 ..............................................................................................................................86 5.1 VÝBĚR PRACOVIŠŤ K OVĚŘOVÁNÍ A ČASOVÝ HARMONOGRAM NA JEDNOTLIVÝCH DOLECH ................87 5.2 ZPŮSOB ZAŘAZENÍ KOMPLEXNÍ DOKUMENTACE DO VERIFIKACE JEDNOTLIVÝCH USPOŘÁDÁNÍ ...........88 Hornicko-geologické a důlně-technické podmínky ......................................................................................88 Mapová dokumentace a návrh separátního větrání .....................................................................................89 Přehled aerodynamických parametrů ..........................................................................................................92 Mikroklimatické a plynové poměry. .............................................................................................................92 5.3 VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ VERIFIKACE JEDNOTLIVÝCH USPOŘÁDÁNÍ ................................................93 Uspořádání 1.2.............................................................................................................................................94 Uspořádání 1.3.............................................................................................................................................96 Uspořádání 1.5A ..........................................................................................................................................98 Uspořádání 1.6A ........................................................................................................................................100 Uspořádání 1.8...........................................................................................................................................101 5.4 HODNOCENÍ JEDNOTLIVÝCH USPOŘÁDÁNÍ ........................................................................................102 Uspořádání 1.2...........................................................................................................................................103 Uspořádání 1.3...........................................................................................................................................103 Uspořádání 1.5A ........................................................................................................................................103 Uspořádání 1.6A ........................................................................................................................................104 Uspořádání 1.8...........................................................................................................................................105 5.5 SHRNUTÍ ............................................................................................................................................105 Výběr pracovišť a zařazení do časového plánu..........................................................................................105 Zařazení komplexní dokumentace do procesu verifikace ...........................................................................106 Přehled výsledků verifikace........................................................................................................................106 Hodnocení výsledků verifikace...................................................................................................................106

6

DÍLČÍ PROJEKT Č. 8 ............................................................................................................................106 6.1 ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU.........................................................................................................108 Obecné požadavky pro nasazení chladicího zařízení v dole ......................................................................108 Požadavky pro nasazení chladicího zařízení v separátním větrání............................................................109 Vlastní umístění chladicího zařízení v separátním větrání.........................................................................110 Nepovolená umístění chladicího zařízení v separátním větrání.................................................................113


6.2 NÁVRH BEZPEČNOSTNÍCH POŽADAVKŮ PRO UMÍSTĚNÍ CHLADICÍHO ZAŘÍZENÍ ..................................113 Řešení problematiky v Polsku ....................................................................................................................114 6.2.2 Obecné požadavky na bezpečný provoz při umístění chladicích zařízeních v separátním větrání....115 Návrh specifických bezpečnostních požadavků pro navržená uspořádání separátního větrání.................119 6.2.4 Návrh změn vyhlášky č. 165/2002 Sb., nesouvisející s umístěním chladiče důlních větrů ...............126 6.3 NÁVRH ZKRÁCENÉ METODIKY VÝPOČTU TEPLOTNÍCH A VLHKOSTNÍCH ZMĚN ..................................127 6.4 NÁVRH NOVÉHO ZNĚNÍ VYHLÁŠKY Č. 165/2002 SB...........................................................................128 Tato část závěrečné zprávy se nezveřejňuje!..............................................................................................128 6.5 SHRNUTÍ ............................................................................................................................................129 7

ZÁVĚR......................................................................................................................................................130 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

DÍLČÍ PROJEKT Č. 1............................................................................................................................130 DÍLČÍ PROJEKT Č. 2............................................................................................................................131 DÍLČÍ PROJEKT Č. 3............................................................................................................................131 DÍLČÍ PROJEKT Č. 4 AŽ 6 ....................................................................................................................131 DÍLČÍ PROJEKT Č. 7............................................................................................................................132 DÍLČÍ PROJEKT Č. 8............................................................................................................................132

8

SEZNAM OBRÁZKŮ .............................................................................................................................133

9

POUŽITÁ LITERATURA ......................................................................................................................134


Úvod Závěrečná zpráva projektu ČBÚ č. 24/2003, ad 8.4 z dokumentu ČBÚ, č.j. 598/03 s názvem „Řešení projektů separátního větrání s použitím chladicích zařízení s eliminací nebezpečí od vystupujícího metanu“, je shrnutím dosud vypracovaných osmi dílčích projektů. Zadání projektu je stanoveno v „Příloha č. 1 k projektu ČBÚ č. 24/2003 a stručně vyjádřeno v následujícím: Anotace: Zpracování technických podmínek pro bezpečné nasazení a provozování stávajících i nových prostředků klimatizace v separátně větraných důlních dílech. Výsledky podepřít metodikou a výpočtem teplotních a vlhkostních změn, objemových průtoků a chladicích výkonů. Cílem projektu je vytvořit výpočetní program s otevřenou databázi vstupních údajů na CD-R. Dále návrh doplnění vyhlášky ČBÚ č. 165/2002 Sb. o podmínky pro separátní větrání důlních děl s chladicím zařízením umístěným v neproraženém díle s typovými schématy uspořádání prostředků separátního větrání. Koncepce této závěrečné zprávy (dále Zpráva) bude řazena podle jednotlivých dílčích projektů do hlavních kapitol. V průběhu řešení programového projektu byly dílčí projekty 4, 5, a 6 sdruženy do jednoho celku a jsou jako jeden celek zařazeny i do koncepce této Zprávy. Každá kapitola bude uvedena zadáním podle Přílohy č. 1 k projektu ČBÚ č. 24/2003 a dle toho zadání budou výsledky řešení postupně předkládány. Řešení programového projektu ČBÚ č. 24/2003 bylo zahájeno 1. 6. 2003 a ve shodě s příslušnými dodatky v harmonogramu pak prodlouženo a ukončeno k 30. 11. 2006 (viz bod 5, závěru ze zápisu 13. kontrolního dne, konaného 25. 8. 2006 na TU-VŠB Ostrava).


1 Dílčí projekt č. 1 Zadání: Navrhnout uspořádání a zpracovat technické a bezpečnostní podmínky pro separátní větrání (dále SeV) s chladicím zařízením (dále CHZ) důlních větrů umístěným v neproraženém důlním díle (dále d. d.) raženém strojně nebo trhací prací v plynujícím dole, větraném separátním sacím, foukacím nebo kombinovaným. -

Návrhy uspořádaní podřídit potřebám vytvoření typových schémat včetně monitorování škodlivin.

-

Pro jednotlivé návrhy vytipovat pracoviště OKD k ověření jednotlivých projektů.

-

Podrobně zpracované projekty konzultovat detailně s pracovníky SBS, s výjimkou těch, které vyhovují vyhlášce ČBÚ č. 165/2002 Sb.

V průběhu řešení programového úkolu byly některé návrhy uspořádání vyřazeny a zbývající postupně ve shodě s verifikací upravovány. Jedná se o vyřazení dvou uspořádání (viz níže) a v ostatních případech o změny některých technickobezpečnostních podmínek a umístění čidel v SeV. Z původního seznamu uspořádání byl v první fázi vyřazen systém SeV, s názvem: Separátní větrání s hlavním foukacím lutnovým tahem, mezerou, vedlejším foukacím s CHZ a vedlejším sacím lutnovým tahem s odprašovacím zařízením (viz bod 4, závěru ze zápisu náhradního kontrolního dne, konaného 26. 08. 2004). V druhé fázi byl bodem 7, závěru ze zápisu 9. kontrolního dne, konaného 30. 08. 2005, vyřazen způsob 1.4, s názvem: Separátní větrání kombinované foukací, vedlejší lutnový tah sací s odprašovacím zařízením a vedlejším lutnovým tahem s CHZ. V souladu se zadáním, týkající se konzultace s SBS, uvádíme předem, že na všech kontrolních dnech a jiných schůzkách, byly podrobně zpracované projekty detailně konzultovány se zástupci SBS, ať z ČBÚ Praha, VaV Ostrava a OBÚ Ostrava. Mimoto proběhly konzultační schůzky všech zástupců poskytovatele, řešitele a provozovatelů SeV, tj. dolů OKD Ostrava. Úvodem před prezentací jednotlivých uspořádání předkládáme seznam značek zařízení SeV s uvedenými novými symboly, jako pro značky měření rychlosti větrů a chladiče důlních větrů. Zadáním projektu programového úkolu ČBÚ č. 24 je předepsána osnova požadavků nutných pro uvedení v každém jednotlivém uspořádání. Požadavky musí být podle projektu SeV daného pracoviště a jsou v následujícím pořadí: − Schéma uspořádání SeV (typové schéma) se vším nezbytným zařízením SeV. Dále monitorovací technika s výstupy na místo měření, CŘS a do elektrických okruhů s případným vlivem na řízení pracoviště a přísun energie k technologickému a chladicímu zařízení. Vše musí být zakotveno v projektu SeV. − Technické podmínky zahrnující výpočet potřebného objemového průtoku (výpočet programem VPOP, viz níže) a návrh druhů a kvality technologického


zařízení SeV, s cílem splnění požadavků na výši potřebného objemového průtoku pro hlavní a případně i vedlejší lutnový tah (v kombinovaném větrání). V technických podmínkách musí být i zadání výkonů a účinností zařízení chladicí techniky, (pokud je užití CHZ očekávané a nezbytné), odvod odebraného tepla a primární i sekundární zdroje tepla VP a na pracovišti. Znamená to, že je v projektu SeV nezbytně nutné zvolit takové vzduchové výkony lutnových ventilátorů (dále LV), kvalitu a vlastnosti zařízení SeV, a chlazení, aby byl bezpodmínečně splněn požadavek dosažení potřebného objemového průtoku na čelbě d. d. a přiměřený chladicí účinek, zvyšující využitelný čas pracovního procesu na pracovišti. Zařízení SeV spolu s volbou prostředků chlazení je po zadání do programu SEPARAT (viz níže) vstupem pro očekávaný výpočet větrání a klimatických podmínek na daném pracovišti. − Bezpečnostní podmínky musí vyhovovat ve shodě s typovým schématem od počátku ražení předepsaným bezpečnostním předpisům. Příslušné uspořádání reprezentuje určitý způsob SeV, ve shodě s ním a technologii ražení je vypočten potřebný objemový průtok na čelbu d.d. Znamená to, že důležitou bezpečnostní podmínkou je dodržení potřebného objemového průtoku pro vybraný typ uspořádání. Typové schéma předkládá i způsob instalace čidel škodlivin a velikosti, či směru proudění větrů v lutnovém tahu. Nastavení mezí bezpečnostních čidel, jejich signalizace a přenos změn na patřičná místa musí být součásti projektu SeV. − Rozdíly stávající legislativy a nového návrhu předpisu pro separátní větrání, budou pro jednotlivá uspořádání uvedena. Je to ve shodě s konstatováním, že během řešení úkolu a při vyhodnocování jeho verifikace, řešitel a poskytovatel přijali danou změnu. V úvodu kapitoly, která se týká předložení typových schémat, řešitelé předložili výčet technických a bezpečnostních podmínek, které musí pro každé uspořádání SeV platit. Řešitel se tedy po uvedení jednotlivého návrhu uspořádání s CHZ v separátně větraném díle bude věnovat a odvolávat na nové skutečnosti, které při projektování a provozu mohou nastat. Řešitelé v kapitole předkládání typových schémat neuvádějí, ke které technologii ražení, v jakých podmínkách a za jakých okolností je vhodné některé z typových schémat použít. Zdůvodňujeme to tím, že některá uspořádání vyhovují více druhům technologií ražení a přitom nejsou vhodné do různých plynových poměrů. Tyto závěry vyslovíme až v kapitole, týkající se verifikace vybraných pracovišť, kde lze předpokládané a skutečné poměry ve větrání a klimatizaci na jednotlivých pracovištích v různých podmínkách porovnat a podpořit prezentované stanovisko. Na další straně předkládáme značky, které budou v následujících schématech uspořádání používané a současně se stanou přílohou novelizované legislativy, týkající se SeV s užitím CHZ v neproražených d. d. V souboru jsou dva nové symboly oproti stávajícímu předpisu. Jedná se o měřidlo rychlosti a chladiče důlních větrů. 6 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006


1.1 Uspořádání 1.1 – Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným přímo na začátku lutnového tahu. Návrh uspořádaní

Uvedené uspořádání vyhovuje i stávajícím předpisům. Do souboru je zařazeno proto, aby bylo možno projektovat vývin potřebného objemového průtoku a průběh teplotních a klimatických změn na čelbě. Všeobecně platné technické a bezpečnostní podmínky jsou vyjmenovány v úvodu kapitoly před uvedením souboru typových schémat. Přímé zapojení CHZ do hlavního lutnového tahu v PVP vyžaduje kontinuální měření rychlosti větrů v hlavním lutnovém tahu do 60 m od ustí lutnového tahu. Další změnou proti stávající vyhlášce č. 165/2002 Sb. je zvětšení vzdálenosti čidla CH4 (M1) od čelby až do 10 m.


1.2 Uspořádání 1.2 – Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným před začátkem lutnového tahu. Návrh uspořádání

Sestavení LV a CHZ v PVP rovněž vyhovuje stávající legislativě a shodně s uspořádáním 1.1 je tento případ zařazen do řešení úkolu s cílem dát projektantovi možnost vypočítat potřebný objemový průtok a klimatické poměry na čelbě. Tento případ použití LV+CHZ je oblíbený a používaný a zařazení do projektu je žádoucí. Projektant získá hodnoty potřebného objemového průtoku a teplotně – vlhkostní prognózu pro dané pracoviště. Pro technicko – bezpečnostní podmínky platí totéž co pro případ 1.1, tj. důraz na splnění potřebného objemového průtoku a chladicího účinku na pracovišti. Funkce čidel, monitorujících separátně větrané je dána projektem SeV. Změnou v předpisech je umístění čidla CH4 (M1) až do 10 m od čelby.


1.3 Uspořádání 1.3 – Separátní větrání kombinované foukací s vedlejším lutnovým tahem foukacím s chladicím zařízením. Návrh uspořádání

Pro uspořádání 1.3 platí, že základním prvkem ovětrání čelby je hlavní foukací lutnový tah. Pro zlepšení špatných klimatických podmínek může být doplněn vedlejším foukacím tahem s chladicím zařízením. Sestavení dvou nestejně dlouhých a shodně polarizovaných lutnových tahů směrem do čelby vyvolává recirkulaci průtoku zpětným proudem ochlazeného a kontaminovaného vzduchu do čelby d.d. Analýzou [1] čerstvých QV0 a částečně kontaminovaných QVCH průtoků stanovíme nárůst koncentrace škodliviny v čase po změně ustáleného stavu. Pro tento případ je závažnou a ovlivnitelnou změnou koeficient recirkulace „k = QVCH / QV0“, tj. podíl objemového průtoku ochlazeného vzduchu ve vedlejším tahu k přivedenému v hlavním lutnovém tahu. Z toho důvodu řešitel navrhuje opatření, které následně promítne do doplňujících technicko – bezpečnostních podmínek. Řešitel zařadil tento způsob SeV do výpočtu potřebného objemového průtoku s tím, že „v pozadí programu“ je naprogramována úprava jinak platných vztahů, 10 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

týkající se snížení koncentrace škodlivin. Jedná se o odst. 3.1, 3.2, a 3.6, pro CH4, CO2 a Rn. S úvahou koeficientu recirkulace, k, musíme v objemu daném průřezem chodby a délkou vedlejšího foukacího lutnového tahu ředit koncentraci škodlivin větším přivedeným objemovým průtokem QV0. V ustáleném stavu to znamená, že např. po připuštění koeficientu recirkulace, k, je navýšení potřebného objemového průtoku, viz [4] dáno: QV 1 =

100.q1 (1 − k )(. c − c1 )

(1.3.01)

QV 2 =

100.q12 (1 − k )(. c 2 − c 3 )

(1.3.02)

QV 6 =

p.DRn (1 − k )(. c Rn − cVt )

(1.3.03)

Symboly ve vztazích 1. 3. 01 až 1. 3. 03 jsou shodné s Přílohou č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb. a jsou doplněné koeficientem recirkulace, k,. Z výše uvedeného je také zřejmé, že pro vypnutý vedlejší foukací lutnový tah, QVCH = 0 a k = 0, jsou vztahy 1. 3. 01 až 1. 3. 03 s odst 3.1, 3.2 a 3.6 identické viz Příloha č. 1, k vyhlášce č. 165/2002 Sb. Z výše uvedeného lze doplnit výčet všeobecných technických podmínek o další, které jsou specifické a důležité pro toto uspořádání. Výpočet potřebného objemového průtoku v hlavním foukacím větrání je nutné provést se zadáním, k, nejlépe od hodnoty 0,5 až 0,6. Toto rozpětí dovoluje naprojektovat hlavní foukací lutnový tah v reálném rozpětí hodnot QV0 a přitom přináší na čelbu i žádaný chladicí účinek. Další technickou podmínkou je projekt vedlejšího tahu s LV + CHZ podřídit optimální podmínce velikosti, k, v poměru k hlavnímu lutnovému tahu, tj. rozpětí 0,5 až 0,6. Toto rozpětí je potřebné k překlenutí aerodynamické změny délkou luten ve vedlejším lutnovém tahu. Řešitel doporučuje od 30 do 180 m. Některé další bezpečnostní podmínky jsou již výše uvedené tj. k ≤ 0.5 až 06 a vztahy 1. 3. 01 až 1. 3. 03. K nim můžeme přiřadit instalaci čidla CH4 (M2) před LV + CHZ. Rozdíly proti vyhlášce č. 165/2002 Sb. jsou: − kombinované uspořádání dvou foukacích lutnových tahů, − umístění LV + CHZ v separátně větraném d. d. ve vedlejším lutnovém tahu a stanovením maximálního předstihu ústí od hlavního tahu na vzdálenost od 0až1,5. S , − vzdálenost čidla CH4 až do 10 m od čelby.


1.4 Uspořádání 1.5 – Separátní větrání kombinované foukací s chladicím zařízením v bočníku a vedlejším sacím lutnovým tahem s odprašovacím zařízením Uspořádání je klasické kombinované separátní větrání hlavního foukacího lutnového tahu s LV+CHZ v bočníku a vedlejšího sacího lutnového tahu s odprašovacím zařízením od razicího stroje. Větrání čelby pracuje ve dvou základních režimech: − V jednom jen jako foukací větrání, kdy razicí orgán není v provozu, klapa je otevřená do čelby, a odsávací tah je mimo provoz − V druhém probíhá proces ražení s vyuhlováním profilu chodby. Provoz větrání je kombinovaný, hlavní lutnový tah musí pracovat s efektem příčného větrání v úseku překrytí (Coanda systém se zavřenou klapou) a sací vedlejší lutnový tah s odprašovacím zařízením. Úvodem před předvedením schémata uspořádání předkládáme samostatný návrh uspořádání bočníku. Návrh uspořádání bočníku


Návrh uspořádání s bočníkem

Předkládáme první typ klasického kombinovaného větrání s obrácenou polarizací obou lutnových tahů na čelbě. Proto doplňujeme všeobecné znění technických a bezpečnostních podmínek o některá ustanovení vyhlášky č. 165/2002 Sb., která se uspořádání týkají. Musí platit: − Provoz větrání musí probíhat ve shodě s ustanovením odst. 3.9 z Přílohy č. 1 k vyhlášce 165/20020Sb. a to i přesto, že v hlavním lutnovém tahu je bočník s LV+CHZ. Výpočet SEPARAT musí v projektu zajistit potřebné objemové průtoky jak v hlavním, tak i vedlejším lutnovým tahu, odst. 3.9.1 a 3.9.2 z téže vyhlášky. − Souprava bočníku s LV+ CHZ nesmí být vzdálena od ústí lutnového více než 250 m − V úseku překrytí musí být zajištěn provoz „příčného v kombinovaném provozu podle odst. 3.9.4, téže vyhlášky.

větrání“

− Projekt a realizace zařízení SeV i čidel CH4 (M1 až M4), CO a V musí být provedena ve shodě s daným uspořádáním a konstrukce bočníku podle návrhu ad 1.4.2. V projektu musí být i výpočet SEPARAT v bočníkové sekci 13 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Rozdíly proti stávající legislativě. − Umístění LV+CHZ v bočníku v separátně větraném díle. − Umístění čidla CH4 (M4) před CHZ v bočníku. − Umístění čidla rychlosti větrů buď v přímé větvi bočníku (10 m od rozpojení proudů přímo nebo k LV+CHZ), anebo do 60 m od ústí hlavního lutnového tahu

1.5 Uspořádání 1.5A Zjednodušená varianta 1.5, není instalován odsávací vedlejší lutnový tah, a tak se jedná o jednoduché hlavní foukací větrání s bočníkem v hlavním lutnovém tahu. Návrh uspořádání

Technické a bezpečnostní podmínky jsou stejné, jednodušší v tom, že se jedná jen o jednoduché větrání. Rozdíly proti stávající legislativě: − Umístění LV+CHZ v bočníku v separátním větrání. − Umístění čidla CH4 (M2) před bočníkem − Umístění čidla CH4 (M1) do 10 m před čelbou


1.6 Uspořádání 1.6 Separátní větrání kombinované foukací s LV+CHZ zařazeným přímo do hlavního lutnového tahu v separátně větraném důlním díle. Technologie ražení a střídavý provoz lutnových tahů je shodný jako v uspořádání 1.5, ad 1.4, rozdíl je jen v umístění LV+CHZ. Návrh uspořádání

Provoz větrání v uspořádání musí probíhat úplně shodně jako u 1.5. Kromě přepínání provozu jednoduchého větrání na kombinované to znamená, dodržení objemového průtoku pro hlavní i vedlejší lutnový tah, podle výpočtu VPOV a dodržení této kvality větrání i v projektu SEPARAT, přesně podle odstavce 3.9 z Přílohy č. 1, vyhlášky 165/2002 Sb. Technické a bezpečnostní podmínky platí jako u 1.5, s rozdílem, že čidlo rychlosti větrů V, musí být v hlavním lutnovým tahu do 60 m od ústí hlavního lutnového tahu. Souprava LV+ CHZ nesmí být ve větší vzdálenosti od ústí lutnového tahu než 200 m a pro navýšení chladicího účinku musí být LV vzdálen od CHZ minimálně 3 m.


1.7 Uspořádání 1.6A Jednoduché foukací větrání s přímým zařazením LV+CHZ do hlavního lutnového tahu v separátně větraném důlním díle. Vztah typového schématu 1. 6A a 1.6 je shodný jako vztah 1.5A a 1. 5. Bezpečnostní a technické podmínky jsou shodné s všeobecnými, jde o jednoduché foukací větrání se zvýrazněným požadavkem na dodržení potřebného objemového průtoku na čelbu. Důležitým bezpečnostním prvkem je instalace čidla rychlosti větrů v hlavním lutnovém tahu do vzdálenosti 60 m od ústí luten a maximální vzdálenost soupravy LV+CHZ do 200 m od ústí luten a 3 m mezi LV a CHZ. Rozdíly proti stávající legislativě jsou: − Umístění LV+CHZ přímo v hlavním lutnovém tahu v separátně větraném d. d. − Umístění čidla rychlosti větrů v lutnovém tahu do 60 m od ústí čelby. − Umístění čidla CH4 (M1) až do 10 m od čelby. − Umístění čidla CH4 (M2) před LV+CHZ Návrh uspořádání


1.8 Uspořádání 1.7 Návrh uspořádání

Uspořádání 1.7 je v souladu se všemi ustanoveními stávající vyhlášky ČBÚ č. 165/2002 Sb. Jedná se o kombinované sací větrání, kdy hlavní lutnový tah je sací a ve vedlejším foukacím lutnovým tahu je instalována souprava LV+CHZ. Vzdálenosti obou ústí a vztahy objemových průtoků obou tahů se řídí v projektu podle odst. 3.8 v Příloze č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb. Rozdílná od stávající vyhlášky je jen vzdálenost čidla CH4 (M1) od čelby a to až na vzdálenost 10 m.

1.9 Uspořádání 1.8 Toto uspořádání je rovněž v souladu se stávající legislativou. Jde o jednoduché sací větrání a souprava LV+CHZ je umístěná v profilu chodby d. d. a provádí předchlazení vstupujících čerstvých větrů na pracoviště. Výpočet potřebného objemového průtoku programem VPOP se v projektu provádí ve shodě s odst, 3 v Příloze č. 1 k vyhlášce 165/2002 Sb. pro sací větrání. Proti stávající vyhlášce je navíc instalace čidla CH4 (M2) 5 až 10 m před soupravu LV+CHZ. 17 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Návrh uspořádání

1.10 Pracoviště vytipovaná k verifikaci uspořádání Jedním z detailnějších úkolů v dílčím projektu č. 1 z Přílohy č. 1 k projektu ČBÚ bylo pro daná uspořádání vytipovat ve stávajících dolech OKD pracoviště se shodným nebo aspoň podobným systémem SeV, a tak provést ověření jednotlivých, poskytovatelem schválených, typových schémat. Podrobné vyhodnocení ověřovacích provozů bude prezentováno v dílčím projektu č. 7 [7], výpočty VPOP a SEPARAT budou provedeny pro projekty SeV daných vytipovaných pracovišť v dílčích projektech č. 2 [2] a č. 3 [5]. Řešitelé uvedou časový plán a popis jednotlivých pracovišť ve vztahu k typovému uspořádání SeV. Úvodem je žádoucí sdělit, že se řešitelům nepodařilo vyhledat pracoviště pro všechna uspořádání uvedena viz výše v této Zprávě. Provozovatelům se některé systémy nejevily z hlediska zvýšené pracnosti a sníženého prostoru na čelbě jako perspektivní a především výhodné pro jejich provozování. V časovém schématu uvádíme jen ta verifikovaná pracoviště, které byly v prodlouženém průběhu řešení úkolu ověřovány. Řešitelé taky konstatují, že z hlediska přenosu chladicího účinku od CHZ na čelbu, lze výsledky jednoduchých uspořádání 1.5A a 1.6A aplikovat na složitější, 18 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

kombinované systémy 1.5 a resp. 1. 6. Rovněž uspořádání 1.1 a 1.2 mají společné rysy v přenosu chladu na čelbu. Systém 1.7 vyžaduje specifické konstrukční a provozní vlastnosti umožňující časté přemisťování soupravy LV+CHZ+vedlejší foukací lutnový tah do čelby, s cílem dodržení předepsaných vzdáleností od čelby a obou ústí lutnových tahů. Provozovatel vždy raději zvolí systém 1.8. Uspořádání 1.2

Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným v PVP před začátkem lutnového tahu bylo sledováno na pracovišti Dolu Paskov, Staříč 2, s číslem 0825 245. Detailní popis je v přílohách závěrečné zprávy dílčího projektu č. 7 [7]. V průběhu ražení byla, spolu s prodloužením lutnového tahu, instalovala dvojice LV APXK – 630, a to v tandemovém uspořádání v PVP. § § §

Začátek sledovávání (ZS): 10/04 Konec sledování (KS): 05/05 Vyhodnocení verifikace (VV) 10/05

Uspořádání 1.3

Separátní větrání kombinované foukací s vedlejším lutnovým tahem foukacím se soupravou LV+CHZ bylo provozováno a sledováno na pracovišti 5201/1, Dolu ČMD, ČSM sever. Popis a skladba zařízení SeV, viz [7]. V průběhu sledování pracoviště došlo s postupem čelby k přemístění LV+CHZ a dodatečné montáži podpůrných ventilátorových jednotek APXK-630 v kaskádě do separátně větraného díla. ZS: 08/04 KS 04/05 VV 10/05 Uspořádání 1.5A

Separátní větrání foukací s LV+CHZ v bočníku (paralelní větvi) bylo v ověřovacím provozu na Dole Darkov, závod 2, pracovišti 239 562. Pro navýšení chladicího účinku byl bočník s LV+CHZ třikrát přestěhován blíže k čelbě s jejím postupem až do probití. Z původních 450 m, přes 770m až na 1150 m. Všechny tři etapy byly ve verifikaci zaznamenány a vyhodnoceny. Popis a mapa viz [7]. 1. etapa, bočník 450 m: ZS: 08/04 KS: 12/04 2. etapa, bočník 770 m ZS: 1/05 KS 05/05 3. etapa: ZS: 06/05 19 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

KS: 09/05 VV všech etap 11/05 Uspořádání 1.6A

Separátní větrání foukací s přímým zařazením soupravy LV+CHZ do hlavního lutnového tahu bylo vytipováno na závodě Dukla (tehdy Důl Lazy, dnes Paskov), pracoviště číslo 610–1. Plán ražení nebyl dodržen, ve čtyřech měsících bylo vyraženo jen 220 m a souprava LV+CHZ nebyla ani jednou přemístěna viz [7]. ZS: 01/05 KS: 05/05 VV: 10/05 Uspořádání 1.8

Sací větrání se soupravou LV+CHZ v průřezu separátně větraného důlního díla bylo provozováno a sledováno na dole ČSA, závodě Jan-Karel, pracovišti 11011. Popis a mapa viz [7]. ZS: 01/05 KS: 06/05 VV: 10/05

1.11 Shrnutí V kapitole dílčího úkolu č. 1 jsou řešitelem předloženy výstupy, které byly požadovány v programu řešení tohoto úkolu v rámci projektu ČBÚ č. 24/2003. Jsou v následujícím pořadí: − Informace o řadě jednání, konzultací a kontrolních dnů spolu s pracovníky SBS, spoluředitele ÚG AV ČR Ostrava a provozovatelů SeV v okruhu OKD. − Návrh typových schémat – uspořádání SeV s CHZ v separátněvětraném důlním díle nebo PVP. − Technické a bezpečnostní podmínky platné pro všechna uspořádání a ve specifických podmínkách platících pro jednotlivá uspořádání zvlášť. − Čidla a jejich typovémschématu.

umístění

pro

monitorování

škodlivin

v každém

− Změny proti stávající vyhlášce v typových schématech, značkách ačidlech sledování škodlivin. − Seznam vytipovaných pracovišť s různou skladbou SeV a programověřování a vyhodnocování.

2 Dílčí projekt č. 2 Zadání: Analyzovat možná ovlivnění větrních a plynových poměrů neproražených důlních děl (včetně úseku překrytí) navrženým systémem separátního větrání při jeho 20 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

chodu s případnou klimatizací nebo bez ní, a v případě jeho přerušení nebo zastavení provozu jednotlivých komponent. Kontrola větrání navrženými systémy. − Teoretickou přípravu soustředit na výpočty snížení koncentrací škodlivin (CH4, CO2, CO atd.) z předpokládané plynonosnosti dané sloje. − Dále v souladu s povolenou projektovanou netěsností lutnového tahu a technickým zařízením v daných poměrech v úseku překrytí vypočítat případné zvyšování koncentrací uvedených škodlivin. − Z dané databáze používaných prostředků provést výpočet provozu separátního větrání při výpadku elektrického proudu pro jednotlivé komponenty i celou ražbu.

2.1 Analýzy ovlivnění plynových poměrů Řešitelé v kapitole předloží analýzy plynových poměrů v neproraženém důlním díle viz práce [2], [3] a [4], dále jen v úsecích překrytí pro kombinovaná větrání v uspořádáních 1.3 (hlavní a vedlejší foukací) a klasické (hlavní foukací a vedlejší sací). Z prací [5] a [7] shrneme některé poznatky týkající se klimatických poměrů na čelbě v případě provozu nebo poruchy CHZ. Dále v souladu se zadáním budeme prezentovat u jednotlivých uspořádání kontrolní a vypínací funkci jednotlivých čidel ve větrání neproražených důlních děl. Analýza v neproraženém důlním díle

V analýze vycházíme z [2], str. 30 až 32, kdy jsme šetřili poměry v uzavřeném prostoru neproraženého d. d. Ke všem analýzám prováděným ve vymezeném prostoru s cílem zjistit nárůst koncentrace škodliviny (po skokové změně některého z ovlivňujících faktorů) ∞ (ustálený stav) dodáváme následující v časovém úseku od vysvětlení: uzavíráme prostor (definujeme objem daný délkou a průřezem), ve kterém nárůst vyhodnocujeme, na příklad úsek překrytí lutnových tahů, celou délku neproražené chodby apod. Pro účely provedení bilance přivedeného a odvedeného množství do tohoto prostoru si vystačíme jen s objemovými průtoky oproti autorům pracujícími s hmotnostními průtoky [9]. Výpočetní vztah, zjednodušené schéma s uvedenými údaji příkladu větrání v separátním d. d. v běžném provozu a povolenou netěsností lutnového předkládáme s tím, že tabulka a grafická závislost jsou na následující stránce této zprávy.


l = 800 m S = 14 m2 3 O = 11 200 m

Qvpvp

3 -1 q1 = 0,02 m.s (100%) Qv0 c1 = 0,1 %CH4

QvN = QvV - Qv0

3 -1 QvV = 10 m.s

c2 =

100 ⋅ q1 + QVV ⋅ c1 + O + QVV ∆τ

Veličina Jednotka Δτ [s] c2 [%CH4]

O ⋅ c1 ∆τ ⇒ c = f (∆τ ) 2

600 0,17

(2.1.01)

Hodnota 3 600 18 000 0,25 0,289

36 000 0,294

0,3

Koncentrace CH4 [%CH4]

18000 0,289

36000 0,294

3600 0,25

0,25

0,2

600 0,17

0,15 100

1000

10000

log(∆τ) [s]

100000

Výše uvedená grafická závislost platí pro průměrnou koncentraci CH4 v celé délce neproraženého důlního díla. Teoreticky je možné popsat průběh koncentrace i po celé délce netěsného lutnového tahu od x = 0 (zaústění, délka luten L = 0 m) až po xL (délka luten L po ústí tahu), QVV = px . QVx kde: QVV – objemový průtok ventilátorem v PVP,

(2.1.02)


px – koeficient ztrát po délce netěsného lutnového tahu, QV – objemový průtok v profilu (foukací SeV) nebo v lutnách (sací SeV), mění se s délkou lutnového tahu x (pro x = 0 je px = 1) a pro x = L je, px = QVV/QV0, tj. podíl průtoku LV v PVP k průtoku přivedenému na čelbu. Připojíme – li neupravený vztah (1.3.01), k = 0 k (2.1.02) dostaneme vyjádření, charakterizující změnu koncentrace CH4 podél netěsného lutnového tahu: c2x =

100.q1 + c1 p x .QV 0

(2.1.03)

Analýza v úseku překrytí hlavního foukacího a vedlejšího sacího větrání

Řešitelé řeší problém procesu narůstání koncentrace CH4 a jeho ustálení v přísněji sledovaném prostoru úseku překrytí kombinovaného SeV foukacího s vedlejším lutnovým tahem. Úsek překrytí je ovětráván sníženým objemovým průtokem, a tak skoková změna některého z ovlivňujících faktorů se projeví výrazněji. Uvádíme příklad zadání v prostoru o objemu 0 = 360 m3, vypočteného z průřezu S = 12 m2 a délky l = 30 m. Přivádíme na čelbu z PVP Qv0 = 6 m3s-1 se vstupní koncentrací c1 = 0,1 % a předpokládaná exhalace je q1 = 0,02 m3s-1 (100 % CH4). Tato analýza přesněji dokumentuje poměry na čelbě d. d. a tak z tabulky a grafu je zřejmé, že se exponenciální funkce blíží hodnotě koncentrace CH4 = 0,45 %. Snížíme-li požadovaný objemový průtok Qv0 = 5 m3s-1 na čelbu d.d. do vztahu (2.06), vystoupá koncentrace CH4 na c2 = 0,5 %. Situační náčrtek, tabulka a graf jsou ve známém pořadí: c2 =

100 ⋅ q1 + QV 0 ⋅ c1 +

O ⋅ c1 ∆τ

(2.1.04)

O + QV 0 ∆τ

Veličina Jednotka Δτ c2

Hodnota

[s] [%CH4]

20 0,18

60 0,27

300 0,38

1 800 0,42

3 600 0,43

0,45 1800 0,42

Koncentrace CH4 [%CH4]

0,4

3600 0,43

300 0,38

0,35

0,3 60 0,27

0,25

0,2 20 0,18

0,15 10

100

1000

log(∆τ) [s]

10000


Analýza v úseku překrytí dvou foukacích lutnových tahů

Schéma uspořádání 1.3 je uvedeno v subkapitole 1.3.1 Zprávy a rozbor nárůstu v úseku překrytí je proveden podrobně v [1], str. 50 až 59. Ve zkrácené formě předložíme analýzu v prostoru ohraničeném čelbou a sáním do vedlejšího foukacího tahu se soupravou LV + CHZ. Dále připomeneme koeficient recirkulace k = QVCH/QV0. Analýza nárůstu koncentrace metanu v prostoru působení obou foukacích lutnových tahů vychází z bilanční rovnice rovnováhy průtoků do prostoru přiváděných a odváděných. Hornicko – geologické a důlně technické podmínky jsou v tomto prostoru příčinou vstupujícího CH4 daného hodnotou exhalace 100% CH4, v dalším označeného q1. S úvahou, k, můžeme pro vstup objemového průtoku do prostoru o objemu O psát: QV 0 .c1 .∆τ + 100.q1 .∆τ + k .QV 0 .c 2 .∆τ Z téhož prostoru o objemu O vystupuje za čas ∆τ se zvýšením koncentrace ∆c = c 2 − c1 , po rozepsání takto: O.c 2 − O.c1 + QV 0 .c 2 .∆τ Úpravou vstupujících a vystupujících průtoků obdržíme exponenciální průběh funkce c 2 = f (∆τ ) : c2 =

100 ⋅ q1 + QV 0 ⋅ c1 +

O ⋅ c1 ∆τ

O + QV 0 − k .QV 0 ∆τ

(2.1.05)

Z výše uvedeného odkazu [1] vybereme jeden mnoha uvedených případů vyhodnocení změny koncentrace v čase. Nemění se q1, O a k. Pro uvedené čtyři křivky jsme změnili c1 a QV0. Na následující straně jsou průběhy exponenciálního nárůstu v čase. V dílčí zprávě [1] jsme problematice recirkulace vzdušin dvou foukacích lutnových tahů věnovali hodně prostoru, s cílem určit nejvýznamnější faktory pro ovlivnění nárůstu koncentrace CH4. Nejvýznamnějšími faktory jsou předpokládaná exhalace CH4 a koeficient recirkulace, k. Obě tyto veličiny z rovnice (2.1.05) jsou zakotveny i v bezpečnostních podmínkách pro uspořádání 1.3 (viz níže).


Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

25

Koncentrace CH4 [%]

0,1

0,6

1,1

1,6

2,1

2,6

10

C

100

C1

C3

3

3

3

3

3

1000

log ČAS [s]

10000

100000

1000000

C - (c1 = 0,1 %; Qv0 = 6 m /s); c1 - (C1 = 0,1 %; Qv0 = 4 m /s); C2 - (c1 = 0,3 %; Qv0 = 6 m /s); C3 - (c1 = 0,3 %; Qv0 = 4 m /s)

3

Koncentrace CH4 v čase: q = 0,02 m /s; O = 700 m ; k = 0,7

C2

Koncentrace CH4 v čase - Graf č. 3

10000000

Analýza v separátně větraném díle po přepnutí na vzduchový pohon

Z obecného zadání postupu řešení tohoto projektu si řešitelé vybrali analýzu případu hlavního sacího větrání s řídícím ventilátorem WLE-1005B a dvou dvojic 2 x VPAK – 630 v kaskádovém uspořádání v separátně větraném díle. Název kapitoly charakterizuje provoz v lutnovém tahu. WLE – 1005B v PVP nepracuje a nahrazen aerodynamickým odporem R = 10 kg.m-7 s odkazem na odborný odhad hodnoty. Ventilátorové dvojice s vzduchoelektrickým pohonem pracují na vzduchovou energii a na základě známosti zkušebního protokolu VVUÚ a.s. jsou pracovní charakteristiky aproximovány rovnicí ∆p cV = 918 + 72,1.QV − 13,43.QV2 Podrobný výpočet a grafické výstupy byly v práci [2] dokumentovány v pořadí: -

Proudění v separátním lutnovém tahu

-

Objemový průtok v separátním lutnovém tahu

-

Celkový tlak v separátním lutnovém tahu

-

Charakteristiky ventilátorů a provozní body ve staničení 524 a 874 m.

Před uvedením schématu o poměrech v popsaném lutnovém tahu (viz výše)lze konstatovat, že větrání v separátním díle probíhá na základě cirkulace mezi přetlakovými a podtlakovými úseky tahu. Analyzovat exaktně situaci podél separátního tahu je velmi obtížné, ale vzhledem k zvýšenému průtoku smíšené koncentrace vzdušin v profilu podél tahu nebude podkročen limit minimální rychlosti v profilu d. d. Omezíme se na aplikaci odvození z případu snížení průtoku z PVP do foukacího větrání při odstávce el. energie a přepnutí na vzduchový pohon na náš případ sacího větrání, můžeme s přijetím změny c2 na cz (z elektrického na vzduchový pohon) psát: ∆c z =

QV 0 .(c − c1 ) QVzPVP

(2.1.06)

kde: ve shodě s následujícím schématem platí: QV0

-

objemový průtok z čelby, m3.s-1

QVzPVP

-

objem. průtok nasávaný z PVP, m3.s-1

c, c1 a cz

přípustná, přivedená a navýšená koncentrace CH4 na čelbě, % ∆cz = cz – c1zvýšená koncentrace snížením průtoku z PVP oproti přivedené c1 Schéma separátního větrání analýzy ad 2.1.4


≥5m

≥3m

Qvpvp

1 3

QvZpvp = 1,7 m . s

2 Qvv

-1

CO1

5 až 10 m

6,5 m3. s-1

≥ 400 m

8,2 m3. s-1

680 m "nulový bod"

8,2 m3. s-1

1,4 m3. s-1

3 -1 2 m.s

8,6 m3. s-1

8,6 m3. s-1

3

≤

7,1 m3. s-1 7,1m3. s-1

M1

≥ 0,5 m

3m

1,5 m3. s-1

Analýza v separátně větraném díle po zastaveném větrání

Nejzávažnější případ poruchy SeV řešitelé předvedou jen pro foukací větrání, ale situace v jednoduchém sacím větrání bez ventilátorů v kaskádovém uspořádání je shodná. Ve výpočtu se zastaveným větráním se prostor nevětrné chodby zaplňuje exhalujícím metanem z horninového masívu. LV v PVP je zastaven, tj. QVV a QV0 = 0. Z bilanční objemové rovnice je odvozen vztah czast = f ( ∆τ ). Předpokládaný strmý nárůst koncentrace CH4 a rovnice je v dalších grafických přílohách:


c zast =

O ⋅ c1 ∆τ ⇒ c = f ( ∆τ ) zast O + q1 ∆τ

100 ⋅ q1 +

(2.1.07)

7 36000 6,51

6,5

Koncentrace CH 4 [%CH4 ]

6 5,5 5 4,5 4 18000 3,6

3,5 3 2,5 2 1,5 600 0,51

1

3600 1,13

log(∆τ) [s]

0,5 1

10

100

1000

Veličina Jednotka Δτ Czast

[s] [%CH4]

10000

100000

Hodnota 0 0,5

600 0,51

3 600 1,13

18 000 3,6

36 000 6,51

l = 800 m S = 14 m2 3 O = 11 200 m

Qvpvp

QvN = QvV - Qv0

3 -1 q1 = 0,02 m.s (100%) Qv0 = 0 c1 = 0,5 %CH4

QvV = 0


2.2 Výpočet potřebného objemového průtoku na čelbu Řešitelé v kapitole 2.1 řešili část zadání tohoto dílčího projektu, týkající se analýzy vyjmenovaných případů v SeV. Možnosti stanovení přesného množství na čelbu bylo žádoucí zaměřit na stávající výpočetní techniku a databázi všech prostředků a zařízení v separátním větrání neproražených důlních děl. Tato část bude zaměřena ve shodě se zadáním na výpočty potřebného objemového průtoku, za účelem snížení koncentrace škodlivin, daných z hornicko – geologických a důlně – technických podmínek. Výstupem úkolu je výpočetní program s názvem VPOP a jeho aplikaci na několik případů uspořádání budeme prezentovat. Velice účelné se jeví provést výpočty na uspořádání, která byla vybrána k verifikaci podle programu, uvedeného v první kapitole, části 1. 10. Výpočetní program VPOP je naprogramován z části Příloha č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb. Inovovaná část vyhlášky zahrnuje i část týkající se nového uspořádání dvou foukacích lutnových tahů (recirkulace na čelbě), zavedením koeficientu, k. Dále neřeší bod 3.7, tj stanovení podmínek mikroklima na čelbě, které je řešeno z geologických a technických podmínek masívu a projektovaného lutnového tahu. Řešení teplotně – vlhkostních poměrů v SeV je zakódováno v programu SEPARAT 1.1, kde jsou důlně – geologické podmínky mikroklimatu řešeny komplexně se vzduchotechnickými a to na základě konstrukce, volby aerodynamického zařízení SeV a CHZ. Nyní přistoupíme k postupnému předložení výpočtů potřebných objemových průtoků, zařazených do verifikace dle kapitoly 1.10. Uspořádání uvedeme názvem a výčtem hodnot, nezbytně nutných k výpočtu VPOP. Výsledek je uveden na zadávacím listu i s uvedením dominantního požadavku z množiny objemových průtoků v rovnici QV0 ≤ ( QV1, QV2, … QVn), kterou připomínáme: Qv1 – potřebný ke snížení koncentrace exhalujícího CH4 na přípustnou mez, QV2 – potřebný ke snížení koncentrace exhalujícího CO2 na přípustnou mez, QV3 – potřebný ke snížení koncentrace zplodin po trhací práci na příp. mez, QV4 – potřebný pro dosažení nejnižší povolené rychlosti důlních větrů, QV5 – potřebný ke snížení koncentrace výfukových zplodin naftových motorů, QV6 – potřebných ke snížení koncentrace exhalujícího Rn na příp. mez. QV7 – řeší program SEPARAT 1.1 Výpočet VPOP pro uspořádání 1.2 na pracovišti 0825 245

Veškeré hornicko geologické údaje pro toto a všechny další uspořádání dle programu verifikace byly dodány z dolů, pro které výpočtem VPOP prezentujeme požadavek realizace výpočtu potřebného objemového průtoku na čelbu vybraného důlního díla.


Výpočet VPOP pro uspořádání 1.3 na pracovišti 5201/1

U tohoto případu SeV je důležité, aby řešitelé zdůvodnili výši QV0 na čelbě. Na základě recirkulace větrů v daném prostoru dvou foukacích lutnových tahů je nutné při výpočtu VPOV postupovat ve shodě s teoretickými výstupy, týkající se bezpečného provozování tohoto uspořádání. Vývody z bilanční rovnice 2.1.05 a následně 1.3.01 až 1.3.03 jsou naprogramovány do výpočtu VPOP s použitím koeficientu recirkulace ,k, (v zadání do výpočtu vedený jako položka 1.71). Tento výstup úkolu pro toto uspořádání stanovil bezpečnostní podmínku, že použití 1.3 je možné pro nízké předpokládané exhalace qCH4, viz níže, vyjádřené maximální koncentraci CH4 ≤ 0,5 %. Vysoká hodnota QV0 = 13,1 m3.s1 je dána qCH4 = 0,023, kterou řešitelé převzali z hornicko – geologických podmínek pro pracoviště 5201/1.


Výpočet VPOP pro uspoř. 1.5A na pracovišti 239 562

Uspořádání s bočníkem bylo verifikováno na Dole Darkov, závod 2, pracovišti 239 562 a to ve třech kombinacích umístění bočníku od zaústění separátně větraného díla. Pro výpočet VPOP není konečné staničení čelby rozhodující. Předkládáme výpočet pro staničení 1160 m.

Výpočet VPOP pro uspořádání 1.6A na pracovišti 610-1

Pracoviště 610 -1 bylo provozováno v krátkém období na Dole Lazy, závod Dukla (dnes Důl Paskov). Provozovatel poskytl tyto údaje, ze kterých řešitelé předkládají výpočet VPOP.


Malý vypočtený potřebný objemový průtok je typický pro toto uspořádání přímého zařazení LV + CHZ do lutnového tahu v separátně větraných d. d. s průřezem ražby max. do 14 m2. Je především dána nízkou předpokládanou exhalací qCH4, která se pro toto sestavení LV + CHZ stane bezpečnostní podmínkou. Vyšší hodnotu,QV0, se stávajícími vzduchoelektrickými ventilátory nemůžeme zatím dosáhnout. Projekt pro vyšší qCH4 a větší profil díla nesplňuje ustanoveni Vyhlášky 165/2002 Sb. k dosažení potřebného objemového průtoku na čelbu. Výpočet VPOP pro uspořádání 1.8 na pracovišti 11011

Uspořádání bylo verifikováno dle harmonogramu na Dole ĆSA, závod Jan – Karel. Použití je ve shodě se stávající legislativou a bylo ověřováno na predikci chladicího účinku programem SEPARAT 1.1.

2.3 Shrnutí Ze zadání z úvodu této kapitoly můžeme jeho splnění dokumentovat takto: Jsou provedeny analýzy ovlivnění plynových poměrů v daných podmínkách s projektovanou netěsnosti lutnových tahů pro celé separátně větrané d. d, úseky překrytí různě orientovaných lutnových tahů, zastavené větrání celého tahu a provoz jen na vzduchovou energii u kaskádově umístěných vzduchoelektrických ventilátorů. Na pěti případech verifikovaných pracovišť s různou koncepcí větrání a hornicko – geologických a technických podmínek aplikovány výpočty potřebných objemových průtoků VPOP, jakožto součásti pro vytvoření projektu SeV.


3 Dílčí projekt č. 3 Zadání: Zhodnotit použitelnost navržených systémů ve vztahu k důlně – technickým podmínkám, zejména plynovým a teplotním poměrům, technologii ražby a z hlediska prevence nebezpečí od vystupujícího metanu. -

Pro každý sledovaný případ musí být proveden výpočet potřebného objemového průtoku dle požadovaných kriterií programem VPOP (shoda s vyhláškou ČBÚ č. 165/2002 Sb.) s přihlédnutím zvýšení průtoku za účelem zlepšení ochlazovacího účinku proudících větrů.

-

Vypočtený objemový průtok dopravit známými a dostupnými prostředky na čelbu programem LUTNY, a tím připravit podmínky pro rozhodovací analýzu, zda je nutné chladit nebo nechladit.

-

Prevenci nebezpečí vystupujících škodlivin (nejlépe CH4 a CO) založit na nepřetržitém sledování koncentrací s dálkovým převodem na CŘS (dispečink), zvýšeným počtem čidel a přenosových kanálů, ve shodě s návrhem opatření SBS k povolení zkušebního provozu.

-

Vzhledem k dosud uvedenému řešitelé pro koncepci části Zprávy pro dílčí projekt č. 3 předkládají, následují postup:

-

Zhodnocení použitelnosti navržených systému předloží s výčtem potřebných objemových průtoků pro jednotlivá uspořádání a analýzy případného zvýšení objemového průtoku v souvislosti s ochlazovacím účinkem větrů.

-

Provede výpočty dopravy objemového průtoku větrů jednotlivých verifikovaných uspořádání na čelbu s přihlédnutím splnění podmínky potřebného objemového průtoku větrů. Výpočet provede i pro klimatické podmínky výpočtem SEPARAT 1.1 s rozhodovací analýzou zda chladit nebo nechladit.

-

Pro inovovanou vyhlášku provede návrh a zdůvodnění instalace čidel pro nepřetržité sledování škodlivin a provozu SeV a to nejen ve shodě s opatřeními SBS k povolení zkušebního provozu

3.1 Zhodnocení a analýza navržených uspořádání Do této části zprávy řešitelé zařadí přehled vypočtených objemových průtoků VPOP pro jednotlivá verifikovaná uspořádání z kapitoly 2.2. Výpočty jsou provedeny s inovovaným programem VPOP, který je přímou součástí programu SEPARAT 1.1 a je jedním ze vstupů, který je tímto programem sledován. Není-li hodnota QV0 z výpočtu VPOP dosažena, je na obrazovce výstupu SEPARAT 1.1 vydáno chybové hlášení s uvedením staničení d. d, kde k podkročení došlo. Pro projektanta je toto pobídka k řešení SeV v hlavním lutnovém tahu. Pro tato uspořádání provedou analýzu, zda zvýšený objemový průtok přivedený na čelbu d. d. zlepší její mikroklimatické poměry Dále provedou rozbor předpokládané použitelnosti v různých technologiích ražení a to i pro neverifikovaná uspořádání.


Výpočet VPOP pro jednotlivá uspořádání

Z kapitoly 2.2.1, uspořádání 1.2, pro pracoviště 082 5245 :QV0 = 4,69 m3.s-1. Potřebný objemový průtok je v souladu se zadáním hornicko – geologických podmínek. Z kapitoly 2.2.2 uspořádání 1.3, pro pracoviště 5201/1: QV0 = 13,07 m3.s-1. Vysoký objemový průtok je dán aplikací inovovaného výpočtu QV0, na základě teorie o eliminaci nárůstu koncentrace škodlivin podle vztahů 1.3.01 až 1.3.03 této zprávy. Projektant ve výpočtu použil vysokou hodnotu předpokládané exhalace qCH4 = 0,023 m3.s-1, z které je rezultován daný QV0. V části Zprávy 2.1.3 je zmínka o stanovení bezpečnostní podmínky pro toto uspořádání z hlediska nízké předpokládané exhalace metanu. Praktická a užívaná predikce je CH4 ≤ 0,5 %, protože má vazbu na hraniční hodnotu minimální rychlosti v profilu d. d, podle 3.4, z Přílohy č. 1, k vyhlášce 165 / 2002 Sb. Porovnáním rovnic 1.3.01 a 3.4 můžeme stanovit i maximální únosnou předpokládanou qCH4 pro tento způsob SeV. Takže, QV 1 ≤ QV 4 q1 .100 ≤ S. v (1 − k )(. c − c1 ) q1 ≤

S .v.(1 − k )( . c − c1 ) 100

po dosazení např. k = 0,6, c = 0,5 a v = 0,3 q1 = 0,0015. S (0,5 – c1) Příklad pro S = 14,5 m2 a c1 = 0,0 % je q1 = 0,009 m3.s-1 K bezpečnostní podmínce se řešitelé vrátí v dalších kapitolách, týkajících se vhodnosti použití daného uspořádání v hornicko – geologických podmínkách. Z kapitoly 2.2.3, uspořádání 1.5A, pro pracoviště 239 562: QV0 = 5,04 m3.s-1. Potřebný objemový průtok je v souladu se zadáním hornicko – geologických podmínek. Z kapitoly 2.2.4 , uspořádání 1.6A, pro pracoviště 610-1: QV0 = 5,04 m3.s-1. Potřebný objemový průtok je v souladu se zadáním hornicko – geologických podmínek. Z kapitoly 2.2.5, uspořádání 1.8, pro pracoviště 11011: QV0 = 5,00 m3.s-1. Potřebný objemový průtok je v souladu se zadáním hornicko – geologických podmínek. Rozbor zlepšení mikroklimatu jednotlivých uspořádání zvýšeným objemovým průtokem - Uspořádání 1.2: Výpočet stanoví QV0 = 4,7 m3.s-1 v profilu 14,5 m2, z čehož vypočteme rychlost v = 3,2 m.s-1. Právním předpisem č. 441/2004 Sb. jsou dána kriteria, týkající se rychlosti a vlhkosti větrů na pracovištích a tím jsou stanoveny časy pro dlouhodobě a krátkodobě únosné práce. Změna rychlosti 34 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

na lepší kritérium nastává až od rychlosti v = 0,5 m.s-1, při průtoku QV0 = 7,3 m3.s-1 . Hospodárnější způsob je chlazení podle daného schématu. - Uspořádání 1.3: K výpočtem stanovené hodnotě QV0 , již řešitelé vyjádřili stanovisko v kapitole 2.2.2. Zde zdůvodnili nárůst objemového průtoku vlivem zadané vysoké předpokládané exhalace CH4. Porovnáme –li hodnotu reálného objemového průtoku QV0 s předpokládanou exhalací qCH4 do 0,010, a tím dosažení povolené koncentrace na čelbě do 0,5 % CH4, tak musíme usoudit, že je chlazení hospodárnější než navyšování objemového průtoku na čelbu d. d, podobně jako u uspořádání 1.2. - Uspořádání 1.5A: U tohoto verifikovaného případu je z výpočtu VPOP zřejmé, že QV0 = 5,0, a to na minimální hodnotu rychlosti v = 0,3 m.s-1. Navýšení objemového průtoku do velikosti kritéria v = 0,5 m.s-1 je rovněž nehospodárné. - Uspořádání 1.6A: Výše vypočteného potřebného objemového průtoku na čelbu byla hodnocena v kapitole 2.2.4. Vzhledem k tomu, že LV + CHZ je zařazeno přímo do hlavního lutnového tahu nelze jeho použití nahradit volbou vyššího průtoku, neboť jeho dosažení blízké hodnotě Qv0 = 7, 3 m3.s-1 je v daném uspořádání podmíněno nasazením dalších tlakových zdrojů v kaskádovém uspořádání, a tím výrobou a dopravou tepla na čelbu d.d. - Uspořádání 1.8: V kapitole 2.2.5, bylo vypočteno QV0 = 5,0 m3.s-1. Vzhledem k tomu, že se jedná o jednoduché separátní větrání sací je pravděpodobné, že navýšení odsávaného objemového průtoku na hodnotu Qv0 = 7, 3 m3.s-1 (v = 0,5 m.s-1 ) se v dopravě čerstvých větrů negativně neprojeví na jeho teplotě, přesto znamená zvýšené náklady na energii instalovanou do splnění podmínky potřebného objemového průtoku na čelbu. Řešitelé ale musejí připomenout, že projektant musí zvážit i výši vlivu recirkulace v netěsném lutnovým tahu, projevujícím se v přenosu tepla prostřednictvím ohřátého vzduchu z luten do profilu a tím na čelbu d.d. LV + CHZ v profilu by mělo být instalováno vždy blíže od čelby než poslední LV v sacím lutnovém tahu. Rozbor předpokládané použitelnosti jednotlivých uspořádání

Řešitelé v této kapitole zařadí všechna uspořádání prezentovaná v úvodní části, i když tato nebyla zařazená do ověřovacího procesu. Poznatky z verifikovaných uspořádání jsou aplikovatelné i na neověřená a proto následující přehled bude seřazen podle užití ve dvou základních technologiích, které jsou nejpoužívanější. Musíme, přihlédnou i na zvláštní poměry Dolu Paskov, tj. zařazení mezi doly s nebezpečím průtrží uhlí a plynů (PUP). Pro všechna uspořádání musí být dodrženy dispoziční vzdáleností (kóty v schématech) začátků a konců lutnových tahů, souprav LV + CHZ v bočníku nebo přímo v tahu a monitorovacího zařízení (čidel) stavu ovzduší v SeV a PVP. Základní technologie jsou tzv. strojní ražení s razícím strojem a odsáváním od razicího orgánu a klasické ražení s vrtacím vozem (vrtáním), trhací práci a strojním nakládáním. Řešitelé pro jednotlivá uspořádání doporučují:


-

Uspořádání 1.1: Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným přímo na začátku lutnového tahu v průchodním větrním proudu, je vhodné pro doly s nebezpečím průtrží a technologií ražení vrtáním, trhací práci a strojním nakládáním. Souprava LV + CHZ v PVP musí mít vzduchoelektrický LV (pro PUP) a CHZ s velkou kapacitou objemového průtoku. Z hlediska projektování je vhodné k nasazení do důlních podmínek, kde nejsou o nutnosti chlazení v SeV pochybnosti.

Výhodou je přenos celého chladicího výkonu do systému SeV. Bezpečnostní podmínkou je dosažení QV0 (potřebného objemového průtoku na čelbu d.d.). -

Uspořádání 1.2: Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným před začátkem lutnového tahu, v PVP je z hlediska použití (PUP a technologie), shodné s uspořádáním 1.1. Výhodou je možnost dodatečné instalace pro zčásti vyražené pracoviště bez CHZ, za účelem zlepšení nevyhovujících klimatických poměrů. Bezpečnostní podmínkou je dosažení QV0.

-

Uspořádání 1.3: Separátní větrání kombinované, foukací s vedlejším lutnovým tahem foukacím s chladicím zařízením, je vhodné pro klasickou technologii ražení s kovovým lutnovým tahem a ventilátory umístěnými v kaskádovém uspořádání v SeV. Nevhodné klimatické podmínky na čelbě jsou způsobeny nejen horninovým masívem, ale i teplem přivedeným z lopatkové mříže soustavy. Souběžný foukací lutnový tah před čelbou, délky od 50 do 150 m je opatřen LV + CHZ a dopravuje chladný vzduch přímo na pracoviště. Pro tento způsob vedení SeV s tuhými lutnami, velkým počtem spojů a vzduchoelektrickými ventilátory je tento způsob nenahraditelný. Jednoduchý způsob dodatečné instalace je vhodný i pro instalaci až v čase, kdy je nezbytné změnit mikroklimatické podmínky na čelbě.

Bezpečnostními podmínkami jsou:

-

-

▪QV0, navýšený o vliv recirkulace v úseku překrytí až na čelbu.

-

▪Koeficient recirkulace, k, do hodnoty 0,6

-

▪Nízká předpokládaná exhalace CH4, koncentrací, c, do hodnoty 0,5 % CH4

vyjádřená

povolenou

Uspořádání 1.5: Separátní větrání kombinované foukací s chladicím zařízením v bočníku a vedlejším sacím lutnovým tahem s odprašovacím zařízením, je vhodné pro strojní ražení s razícím strojem a odprašovacím zařízením. Jde o SeV, podle Obrázku D, z přílohy č. 2 k vyhlášce č. 165/2002 Sb, a musí splňovat všechny podmínky předepsané tímto právním předpisem. Pro zlepšení klimatických poměrů je daný systém SeV doplněný o LV + CHZ, umístěné v bočníku hlavního foukacího lutnového tahu. Projektová fáze SeV musí být vypracovaná s jasným záměrem, že chlazení je nezbytným doplňkem hlavního lutnového tahu, včetně úprav v profilu, dopravy chladicí vody a příslušenství v bočníku.

Bezpečnostními podmínkami jsou: -

▪QV0 dopravený na čelbu.


-

-

▪Nepřetržité monitorování větrních proudů v bočníku, za účelem zabránění recirkulace mezi hlavní a paralelní větví soupravy. průměrbočníkovévětve ▪Podíl průměrhlavnívětve nesmí překročit 0,8. ▪Vzdálenost sestavy bočníku od ústí lutnového tahu nesmí překročit vzdálenost 250 m.

Uspořádání 1.5A: Separátní větrání foukací s chladicím zařízením v bočníku, je zjednodušenou verzí uspořádání 1.5. Je vhodné pro technologii vrtání, trhací práce a nakladač. Projekt musí být proveden se stejnou péčí a technickým zabezpečením jako u uspořádání 1.5.

Bezpečnostní požadavky, týkající se bočníku a doprava QV0 jsou shodné jako u uspořádání 1.5. -

Uspořádání 1.6: Separátní větrání kombinované foukací s přímým zařazením chladicího zařízení do hlavního lutnového tahu a vedlejším sacím lutnovým tahem s odprašovacím zařízením. Volba tohoto systému jej předurčuje k tomu, že je vhodný pro strojní ražení, stejně jako uspořádání 1.5. V hlavním lutnovým tahu je v určené vzdálenosti před čelbou přímo zařazena souprava LV + CHZ. Situace na čelbě a v úseku překrytí musí být ve shodě s Obrázek D, Příloha č. 2 podle vyhlášky č. 165/2002 Sb. Jednoduchost, rychlost instalace a přenos celého chladicího výkonu na čelbu řadí uspořádání mezi doplňkové s použitím pro dokončení ražby ze zlepšenými klimatickými podmínkami.

-

Za touto soupravou směrem do čelby doporučují řešitelé použít přetlakové flexibilní lutny k zásobníku luten a Coanda systému.

-

V projektu musí být věnována pozornost průchodnosti výparníku, neboť od profilu, S, většího 14,5 m2 , je ve shodě s odst. 3.4 z Přílohy č. 1 k vyhlášce 165/2002 Sb. povinnost dosáhnout QV0 = 1,2. S. 0,3 potřebného objemového průtoku, a tj 5,22 m3.s-1. Znamená to, že kromě aerodynamického odporu výparníku je důležitá i nízká předpokládaná exhalace qCH4, z které je možné očekávat nízkou koncentraci CH4na čelbě d.d.

Bezpečnostní podmínky jsou: - ▪QV0 dopravený na čelbu. - ▪Nepřetržité monitorování rychlosti v hlavní tahu do 60 m před čelbou, za účelem zjištění QV0. zabránění recirkulace mezi hlavní a paralelní větví soupravy. - Povolená koncentrace CH4 nesmí překročit 0,5%. - ▪Vzdálenost sestavy LV + CHZ od ústí lutnového tahu nesmí překročit vzdálenost 200 m. -

Uspořádání 1.6A: Separátní větrání foukací s přímým zařazením chladicího zařízení do hlavního lutnového tahu, je rovněž zjednodušenou verzí uspořádání 1.6. Je vhodné pro technologii vrtání, trhací práce a nakladače. Projekt musí být proveden se stejnou pozorností na QV0, CH4 a technickým zabezpečením jako u uspořádání 1.6.


Bezpečnostní požadavky, týkající se přímého zařazení soupravy LV + CHZ do hlavního lutnového tahu a doprava QV0 na čelbu jsou shodné jako u uspořádání 1.6. -

Uspořádání 1.7: Separátní větrání kombinované sací a vedlejší foukací lutnový tah s chladicím zařízením, je vhodné ke strojnímu ražení s tím, že hlavní lutnový tah odsává prach od razicího orgánu. Dispoziční uspořádání větrání na čelbě a umístění čidel musí odpovídat schématu podle Obrázku C, Přílohy č. 2 k vyhlášce 165/2002 Sb. Uspořádání je náročné na technické řešení častého přemisťování soupravy luten se soupravou LV+CHZ za postupující čelbou. Přenos chladu na čelbu je účinný.

Bezpečnostní podmínky jsou: - QV0 dopravený vedlejším foukacím lutnovým tahem na čelbu a navýšený o 20% odvedený z čelby. -

Uspořádání 1.8: Sací větrání s chladicím zařízením v průřezu separátně větraného důlního díla, je určeno k použití se stejnou technologií jako 1.8, tj. je vhodné ke strojnímu ražení. Dispoziční uspořádání větrání na čelbě a umístění čidel musí odpovídat schématu podle Obrázku B, Přílohy č. 2 k vyhlášce 165/2002 Sb, navíc s čidlem CH4 (M2), a to až 10 m před LV + CHZ v profilu separátně větraného d. d. Řešitelé doporučují, aby souprava LV + CHZ byla v profilu umístěna blíže k čelbě než je poslední LV v kaskádě sacího lutnového tahu.

Bezpečnostní podmínky jsou: -

QV0 přivedený v profilu sáním hlavního lutnového tahuna čelbu.

3.2 Výpočty objemových průtoků a mikroklimatických podmínek programem SEPARAT 1.1 Prezentace jednotlivých výpočtů bude v následujícím provedena pro případy, které byly stanoveny harmonogramem k verifikaci a na zpřísněných podmínkách (dva výpočty pro dvě staničení čelby) verifikovány. Program vytipovaných pracovišť k ověřování je v části 1.10 této Zprávy, a zde předložíme již realizované výpočty (v [10]), které v následujících kapitolách s odvolávkou použijeme. Pro každé uspořádání na daném pracovišti provedeme projektový výpočet pro dvě varianty (u Darkova 3) vzájemné konfigurace čelby a LV+CHZ (vyjma dolu Staříč, kde LV+CHZ zůstává v PVP). Z grafických výstupů programu SEPARAT 1.1 prezentujeme šest průběhů, které jsou nezbytné pro vyhodnocení poměrů ve větrání a mikroklimatu na čelbě: § § § § § §

Provozní body LV. Průběh statického tlakového rozdílu v hlavním lutnovém tahu (HLT). Průběh objemového průtoku v HLT. Průběh rychlosti v HLT. Průběh teplot v chodbě a HLT. Průběh relativní vlhkosti v chodbě a HLT.


Typ 1.2: Důl Staříč, 082 5245, čelba 835 a 1180 m, LV+CHZ v PVP Obrázek 3-1 Provozní body LV HLT, 835 m

Obrázek 3-2 Průběh statického tlaku HLT, 835 m

Obrázek 3-3Průběh objemového průtoku HLT, 835 m


Obrázek 3-4 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 835 m

Obrázek 3-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě i HLT, 835 m

Obrázek 3-6 Průběh relativní vlhkosti v chodbě i HLT, 835 m


Obrázek 3-7 Provozní body LV HLT, 1180 m

Obrázek 3-8 Průběh statického tlaku HLT, 1180 m

Obrázek 3-9 Průběh objemového průtoku HLT, 1180 m


Obrázek 3-10Průběh rychlosti v chodbě, 1180 m

Obrázek 3-11 Průběh teploty suché a mokré v chodbě i HLT, 1180 m

Obrázek 3-12 Průběh relativní vlhkosti v chodbě i HLT, 1180 m


Typ 1.3: Důl ČSM, 5201/1, čelba 844/CHZ 658 a 1067/818 Obrázek 3-13 Provozní body LV HLT a VLT, 844/658 m

Obrázek 3-14 Průběh statického tlaku HLT, 844/658 m

Obrázek 3-15 Průběh objemového průtoku HLT, 844/658

Obrázek 3-16 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 844/658 m


Obrázek 3-17 Průběh teploty suché a mokré v chodbě v HLT a VLT, 844/658 m

Obrázek 3-18 Průběh relativní vlhkosti v chodbě v HLT a VLT , 844/658 m


Obrázek 3-19 Provozní body LV HLT a VLT, 1067/818 m

Obrázek 3-20 Průběh statického tlaku HLT, 1067/818 m

Obrázek 3-21 Průběh objemového průtoku HLT, 1067/818 m


Obrázek 3-22 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 5201/1

Obrázek 3-23 Průběh teploty suché a mokré v chodbě 5201/1, 1067/818 m

Obrázek 3-24 Průběh relativní vlhkosti v chodbě 5201/1, 1067/818 m


Typ 1.5A: Důl Darkov, 239 565, čelba 780/bočník 450m, 1160/760 a 1345/1155m Obrázek 3-25 Provozní body LV HLT, 239 562, 780/450 m

Obrázek 3-26 Průběh statického tlaku HLT, 239 562, 780/450 m

Obrázek 3-27 Průběh objemového průtoku HLT, 239 562, 780/450 m


Obrázek 3-28 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 239 562, 780/450 m

Obrázek 3-29 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562, 780/450 m

Obrázek 3-30 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 239 562, 780/450 m


Obrázek 3-31 Provozní body LV HLT, 239 562, 1160/760 m





Obrázek 3-35 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562,1160/760 m








Obrázek 3-41 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a HLT, 239 562, 1345/1155 m

Obrázek 3-42 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT,239 562, 1345/1155


Typ 1.6A: Důl Dukla, 610–1, čelba 484/CHZ 400 a 566/400m Obrázek 3-43 Provozní body LV HLT, 610 – 1, 484/400 m

Obrázek 3-44 Průběh statického tlaku HLT, 610 – 1, 484/400 m

Obrázek 3-45 Průběh objemového průtoku HLT, 610 – 1, 484/400 m


Obrázek 3-46 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 610 – 1, 484/400 m

Obrázek 3-47 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 610 – 1, 484/400 m

Obrázek 3-48 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 610 – 1, 484/400 m


Obrázek 3-49 Provozní body LV HLT, 610 – 1, 566/400 m

Obrázek 3-50 Průběh statického tlaku HLT, 610 – 1, 566/400 m

Obrázek 3-51 Průběh objemového průtoku HLT, 610 – 1, 566/400 m


Obrázek 3-52 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 610 – 1, 566/400 m

Obrázek 3-53 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 610 – 1, 566/400 m

Obrázek 3-54 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 610 – 1, 566/400 m


Typ 1.8: Důl ČSA, 11 011, čelba 833/CHZ 750 a 1343/1180m Obrázek 3-55 Provozní body LV HLT, 11 011, 883/750 m








Obrázek 3-61Provozní body LV HLT, 11 011, 1346/1180 m








Zpracování výsledků z grafických výstupů SEPARAT

Ze zadání pro tento dílčí projekt č. 3 je potřebné zpracovat výsledky výpočtů SEPARAT 1.1. Nutné je posoudit oprávněnost nasazení CHZ do SeV. V kapitole 3.1.2 této Zprávy jsme u každého uspořádání provedli rozbor, zda zvýšení objemového průtoku zlepší mikroklimatické podmínky. Výsledky jednoznačně potvrdily, že technické možnosti stávajícího zařízení SeV jsou téměř vyčerpány a jen použití CHZ přináší zlepšení a je i hospodárnější. Použijeme-li výpočtů bez CHZ, [5] str. 34 až 53, tj. SEPARAT za stejných podmínek jako 3.2.1 až 3.2.5 a sestavíme je do tabulek s hodnocením ze Sbírky zákonů č. 441/2004, získáme informaci pro rozhodovací analýzu, zda chladit či nechladit. Řešitelé připouštějí, že v praxi není ve většině případů nutné tuto rozhodovací analýzu vykonat, neboť v daných lokalitách jsou mikroklimatické podmínky známy. Analýza je více vhodná pro účely tohoto výzkumného úkolu. Hodnocení mikroklimatických podmínek podle schématu a tabulek ze Sbírky zákonů č. 441 je založeno na měření rychlosti větrů a teplot v bodech blízko a dále od čelby. Váženým aritmetickým průměrem stanovíme z hodnot teplot, rychlostí a vlhkostí (75 % u čelby a 25 %) údaje vhodné k vyhledání výsledných časů dlouhodobě a krátkodobě únosné práce v minutách. Hledat musíme ve správné třídě energetického výdeje EV III pro práce na čelbě, tj 150 až 169 W.m-2. Dlouhodobě únosná práce se značí tsm a krátkodobě tmax. Nyní prezentujeme výsledky podle jednotlivých uspořádání:

Uspořádání 1.2 – 082 5245

Důl Staříč

Tabulka 3.2.6.1, projekt SEPARAT 1.1 Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní vlhkost

◦C

1.2

Rychlost vzduchu

%

m.s

Dlouhodobě a krátkodobě únosná práce

-1

min

082 5245

tS

tm

Φ

V

tsm

tm

bez CHZ

33,2

24,0

46

0,38

313

313

CHZ 835m

30,9

24,3

58

0,36

394

394

CHZ 1180m

33,3

25,9

55

0,32

313

313

Výsledky v tabulce hovoří pro nutnost použití CHZ a to především pro umístění CHZ 835 m. Méně výrazný je chladicí efekt pro vzdálenost CHZ 1180 m.

Uspořádání 1.3 – 5201/1 Důl ČSM Tabulka 3.2.6.2, projekt SEPARAT 1.1 Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní vlhkost

Rychlost vzduchu

◦C

%

m.s


-1

1.3 5201/1 bez CHZ

tS

tm

Φ

V

tsm

tm

33,2

24,0

46

0,38

313

313

CHZ844/658m

27,7

25,2

81

0,48

381

381

CHZ 1067/818m

27,4

24,4

78

0,37

480

480

min


Výsledky v tabulce potvrzují, že s výpočtu SEPARAT je použití CHZ nezbytné a je velmi účinné.

Uspořádání 1.5A – 239562

Důl Darkov

Tabulka 3.2.6.3, projekt SEPARAT 1.1 Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní vlhkost

Rychlost vzduchu

◦C

%

m.s


-1

1.5A 239 562 bez CHZ

tS

tm

Φ

V

tsm

tm

36,9

29,3

54

0,32

272

54

CHZ 780/450m

32,7

26,9

64

0,33

313

139

CHZ 1160/760m

31,2

26,4

68

0,32

337

291

CHZ 1345/1155

31,5

26,3

66

0,29

324

139

min

Výsledky v tabulce potvrzují, že chlazení je potřebné a ještě by mělo být výkonnější než program SEPARAT dovolí do bočníku projektovat. Podmínky Dolu Darkov jsou z hlediska velké hloubky extrémní.

Uspořádání 1.6A - 610-1 Důl Dukla Tabulka 3.2.6.4, projekt SEPARAT 1.1 Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní vlhkost

Rychlost vzduchu

◦C

%

m.s


-1

1.6A 610–1 bez CHZ

tS

tm

Φ

V

tsm

tm

33,6

26,7

58

0,33

302

148

CHZ 484/400m

23,0

21,9

91

0,30

480

480

CHZ 566/400m

25,6

22,8

79

0,23

480

480

min

Chlazení je zcela určitě potřebné, ale zadání do projektu SEPARAT (krátké délky ražení s jedním řídicím ventilátorem v PVP), přináší optimistické výsledky, zcela ne přesně vystihují problematiku užití CHZ pro ražení dlouhých důlních děl (800 až 1000m). Jak je výše uvedeno podmínky pro výpočet SEPARAT a jeho verifikaci „in situ“ nejsou pro krátkou délku ražení důlního díla adekvátní k řešení tohoto programového úkolu. Instalace většího počtu tlakových zdrojů do HLT v SeV v kaskádě přivede před LV a CHZ tak ohřátý vzduch, že chladicí účinek na pracovišti bude nedostatečný. Tímto řešitel zdůvodňuje omezující podmínky pro používání daného uspořádání.


Uspořádání 1.8 – 1 011 Důl ČSA Tabulka 3.2.6.5, projekt SEPARAT 1.1 Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní vlhkost

Rychlost vzduchu

◦C

%

m.s


-1

1.8 11011 bez CHZ

tS

tm

Φ

V

tsm

tm

34,1

30,5

77

0,40

299

45

CHZ 833/750m

30,2

27,6

81

0,30

349

108

CHZ 1343/1180

32,5

29,6

81

0,30

322

56

min

Z výše uvedeného je zřejmé, že instalace chladicího zařízení je nezbytná, ale současně málo výkonná.

3.3 Návrh instalace čidel pro novou vyhlášku Úvodem je nutné zdůraznit, že z výše uvedené statě této Zprávy, viz kap. 1.1 až 1.9 je zřejmé, že změny v instalaci monitorovacích prostředků v nově připravované vyhlášce se od staré příliš neliší. Některá vybraná uspořádání byla používaná i v souladu se stávající legislativou, stejně jako některá uspořádání, především u kombinovaných větrání, převzala instalační dispozice ze staré vyhlášky. Nyní postupně probereme jednotlivá uspořádání, poukážeme na změny a uvedeme důvody změn. Uspořádání 1.1

Jde o foukací větrání podle Obrázek A [10] s tím, že v PVP je přímo zařazený LV+CHZ. -

Beze změny je umístění čidla CO

-

Změny: ▪Umístění M1 až do 10 m od čelby. Důvod: Zvětšení vzdálenosti od čelby zlepší vypovídací hodnotu skutečné koncentrace CH4, neboť se dostane do oblasti, která není v přímém proudu z hlavního foukacího lutnového tahu (převzato z polského předpisu [11]). ▪Umístění V (QV0), měření rychlosti do 60 m od ústí hlavního lutnového

tahu. Důvod: Z důvodu přímého zařazení soupravy LV+CHZ přímo do hlavního lutnového tahu je nutné nepřetržitě sledovat potřebný objemový průtok dopravovaný na čelbu d.d. Uspořádání 1.2

Srovnání podle stejného vzoru jako v 3.3.1, LV + CHZ je před sáním hlavního lutnového tahu. -

Beze změny CO 63


-

Změna: M1 až do 10 m od čelby.

-

Důvod shodný jako u 3.3.1

Uspořádání 1.3

Nové uspořádání, zařazené jako kombinované foukací s vedlejším foukacím lutnovým tahem s LV+CHZ. Vzor ve stávající legislativě není, částečně Obrázek A [10]. Beze změny CO Změny: M1 do 10 m od čelby. Důvod shodný jaký u 3.3.1. M2 5 až 10 m před LV+CHZ Důvod: Po dohodě s profesními pracovníky a SBS jsme usoudili, že je nutné zvýšit časovou prodlevu vypínacího času pro elektrickou část soupravy LV+CHZ ve vedlejším lutnovém tahu. Uspořádání 1.5

Vřazená souprava LV+CHZ v paralelní větvi (bočníku) hlavního lutnového tahu foukacího je jedinou změnou uspořádání podle Obrázek D [10]. -

Beze změny CO, M1,M2 a M3

-

Změny: ▪ M4 5 až 10 m před LV+CHZ v bočníku. Důvod shodný jako u 3.3.3 pro M2 V (QV0), měření rychlosti umístěné v přímé větvi 5 m od rozbočení do paralelní sekce LV+CHZ.

Důvod: Nepřetržité sledování směru průtoku v přímé větvi, které musí být zřejmé a souhlasné s prouděním v chladicí větvi. anebo V (QV0), měření rychlosti do 60 m před ústím hlavního lutnového tahu. Důvod shodný jako u 3.3.1 pro V. Uspořádání 1.5A

Vřazená souprava LV+CHZ v paralelní větvi (bočníku) hlavního lutnového tahu foukacího je jedinou změnou uspořádání podle Obrázek A [10]. -

Beze změny CO.

-

Změny:

▪M1 do 10 m od čelby. Důvod shodný jaký u 3.3.1. ▪M2 5 až 10 m před LV+CHZ v bočníku. Důvod shodný jako u 3.3.3 pro M2. ▪ V (QV0), 5 m, měření rychlosti v hlavní větvi za rozbočením do paralelní větve, anebo do 60 m před ústím lutnového tahu. Důvody shodné jako u 3.3.4, resp. 3.3.1 Uspořádání 1.6

Vřazená souprava LV+CHZ přímo v hlavním lutnovém tahu foukacího je jedinou změnou uspořádání podle Obrázek D [10]. 64 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

-

Beze změny CO, M1,M2 a M3

-

Změny: ▪ M4 5 až 10 m před LV+CHZ v hlavním tahu. Důvod shodný jako u 3.3.3 pro M2

▪ V (QV0), měření rychlosti do 60 m před ústím hlavního lutnového tahu. Důvod shodný jako u 3.3.1 pro V. Uspořádání 1.6A

Vřazená souprava LV+CHZ přímo v hlavním lutnovém tahu foukacího je jedinou změnou uspořádání podle Obrázek A [10]. -

Beze změny CO.

-

Změny:

▪

M1 do 10 m od čelby. Důvod shodný jaký u 3.3.1.

▪

M2 5 až 10 m před LV+CHZ v bočníku. Důvod shodný jako u 3.3.3 pro M2.

▪V (QV0), měření rychlosti v hlavní větvi do 60 m před ústím lutnového tahu. Důvody shodné jako u 3.3.4, resp. 3.3.1 Uspořádání 1.7

Separátní větrání kombinované sací, vzor Obrázek C [10], se soupravou LV+CHZ ve vedlejším lutnovém tahu. -Beze změn Uspořádání 1.8

Separátní větrání sací, vzor Obrázek B [10], se soupravou LV+CHZ v profilu důlního díla. -Beze změny CO a M1 -

Změny:

▪M2 5 až 10 m před LV+CHZ v profilu. Důvod shodný jako u 3.3.3 pro M2.

3.4 Shrnutí V dílčím projektu č. 3 řešitelé využili výstupů z dílčích projektů [1], [2], [3], [4], [6] a [7]. Na základě zadání jsou provedeny tyto práce: -

Rozbor použitelnosti pro jednotlivá uspořádání 1.1 až 1.8 z hlediska používání technologie ražení, separátního větrání, plynových a klimatických podmínek.

-

Předložení všech výpočtů potřebného objemového průtoku podle Přílohy č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb., včetně inovace s respektováním koeficientu recirkulace, k, pro uspořádání 1.3.

-

Vytipování pracovišť určených k ověřování na dolech OKD. Analýza ve všech těchto vybraných uspořádáních, zda pouhé zvýšení objemového průtoku na jejich čelbu může zlepšit klimatické podmínky ve shodě s údaji se Sbírky zákonů 441/2004.

-

Projekty SeV a klimatických poměrů všech verifikovaných pracovišť programem SEPARAT 1.1, v režimu bez CHZ a s ním, a to minimálně ve 65


dvou postaveních CHZ a čelby. Na základě těchto výsledků dokončena rozhodovací analýza, zda chladit nebo nechladit a to opět ve shodě s údaji se Sbírky zákonů 441/2004 . -

Pro všechna uspořádání 1.1 až 1.8 proveden rozbor monitorovací techniky pro sledování škodlivin a provozu SeV.

4 Dílčí projekt č. 4 až 6 Zadání: Dílčí projekt č. 4: Zpracovat matematický model změn teplot a vlhkosti důlních větrů v separátně větraném díle, jeho částech, systémy separátního větrání. Vypracovat metodiku výpočtu teplotních a vlhkostních změn důlních větrů. -

Metodiku vyzkoušet na jednotlivých známých konkrétních návrzích ad. 1 až ad. 3.

Dílčí projekt č. 5: Vypracovat výpočet objemového průtoku důlních větrů potřebného k větrání neproraženého důlního díla a určení průtoku důlních větrů jednotlivými komponenty navrženého systému separátního větrání. Požadována jsou hlediska eliminace nebezpečí od vystupujících škodlivin, výpočet teplotních změn a prognózy mikroklimatických podmínek a chladicích výkonů (vše na základě výsledků ad. 4). Vše ve shodě se zabezpečením stanovených bezpečnostních požadavků, hygienických limitů na pracovní pohodu pracoviště. Vypracovat komplexní metodiku výpočtu objemového průtoku důlních větrů, teplotních poměrů, predikce mikroklimatických podmínek pracovišť a výpočtu chladicích výkonů v analytické formě s vyvozením výpočetních postupů. Vypracovat databázi vstupních údajů použitelného zařízení separátního větrání. -

Doplnit databázi vstupních údajů o chladicích aerodynamické odpory, chladicí výkony a účinnosti.

jednotkách,

tj.

-

Připravit blokové schéma pro propojení programů VPOP, LUTNY ateplotních změn z kapitoly ad. 4, tj. predikce z výpočtu teplotních a vlhkostních změn důlních větrů.

Dílčí projekt č. 6: Komplexní metodika výpočtu teplotních a vlhkostních změn, objemového průtoku důlních větrů (hlavním a vedlejším lutnovým tahem), chladicích výkonů a predikce mikroklimatických podmínek ražených separátně větraných důlních děl s chladicím zařízením i bez něho při použití jednotlivých navržených systémů separátních větrání. Aplikace metodiky na příkladu výpočtu. -

Ve shodě s připraveným blokovým schématem propojit jednotlivé programy pro výpočet potřebného objemového průtoku pro všechna kritéria, tj. i pro kritérium dodržení mikroklimatických podmínek v ražených důlních dílech.

-

Výpočetní program připravit pro PC užití na CD-R, instruktážní CD-R realizovat na příkladech z průběhu řešení úkolu.

Tato část výzkumného úkolu byla řešena v kooperací s hlavním spoluřešitelem ÚG AV České republiky. Během úkolu bylo poskytovatelem umožněno, aby řešitelé soubor prací dílčích projektů 4 až 6 ČBÚ č. 24/2003 sloučili do jednoho s názvem „Dílčí projekt 4 až 6“. 66 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Stejným způsobem naši spolupracovníci pojali i vedení jejich „Závěrečné zprávy d. p. č 4 až 6, říjen 2006, a proto v úvodu musí hlavní řešitelé najít způsob, jak vyhovět obsahu zprávy a současně zadání z Přílohy č. 1 k projektu č. 24/2003. Výsledky ze „Zprávy 4 až 6“ budeme prezentovat ve zkrácené formě takto: -

Matematický model výpočtu teplotních a vlhkostních změn důlních větrů, postup při jeho sestavování a aplikace na jednotlivé systémy separátního větrání.

-

Výpočet potřebného objemového průtoku VPOP propojený s projektem dopravy objemového průtoku na čelbu programem SEPARAT. Vlastnosti a kvalitu návrhu aerodynamických parametrů projektu s chladicím zařízením promítnout do výpočtu očekávaných klimatických poměrů na čelbě s navazujícími výstupy pro vyhodnocení ve Sbírce zákonů č. 441/2004.

-

Předložit vypracovanou databázi všech dočasně známých vstupních údajů zařízení separátního větrání ve výpočtu programu SEPARAT s odvoláním na zdroje informace.

-

Výpočetní program a manuál zpracovat v písemné i elektronické formě na CD-R a předat poskytovateli ke zkušebnímu použití na vybrané doly v OKD.

4.1 Matematický

model

výpočtu

aerodynamických

a

mikroklimatických podmínek Řešitelé kapitola matematický model uvádí velice podrobně v [6]. Z této zprávy uvedeme stručný výčet kroků, které v konečné fázi vytvoří výpočetní program SEPARAT 1.1. Obecná pravidla

V obecných pravidlech je základní princip vytvoření matematického modelu výpočtu a tj. rozdělení prostoru SeV na buňky, v kterých lze realizovat iterační metodou (postupných přiblížení) výpočet aerodynamický a mikroklimatický. Buňkou je každý metr úseku luten nebo důlního díla, ve kterých výpočet aerodynamických a klimatických poměrů probíhá. Informativně uvádíme, že konvergence hodnot aerodynamické části výpočtu nastává vyrovnáním rozlišení tlakové diference do 10 Pa a teplotní 0,01°C. Výpočet aerodynamických podmínek

Řešitelé vychází v aerodynamických výpočtech ze známých vztahů souvisejících s prouděním tekutin a plynů. Krátce lze shrnout, že řešitelé rozlišují odpory třením (přímé úseky s λ) a místní (s ξ) s tím, že pro některá zařízení je dáno, že odpory jsou dány přímo hodnotou, R, v kg.m-7. Důležitá je skutečnost, že smluvní hustota pro veškeré výpočty ve velkých hloubkách je dohodnuta mezi řešitelem a poskytovatelem na ρ = 1,3 kg.m-3. Na smluvní hodnotu hustoty jsou přepočteny i charakteristiky LV. Základní vztahy z aeromechaniky jsou zařazeny do výpočtu iterační metody výpočtu. Typem větrání (foukací, sací a kombinované) jsou zadány vstupní podmínky 67 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

pro zahájení výpočtu. Postupy výpočtu jsou v ve všech příkladech shodné. Předkládáme postup aerodynamického výpočtu pro foukací větrání: Začátek programu v nultém úseku (v PVP) načítá objemový průtok 10 m3.s-1. Předpokládá se vstupní tlaková ztráta: ∆p0 =

8 .ρ .Q 2V 2 4 π .D

[Pa]

(4.1.01)

Pak následují operace: ▪ pZ =

Výpočet tlakové ztráty na lutně pZ1 podle vztahu, λ.L .Q 2V 0,95.D 5

[Pa]

(4.1.02)

▪ Je testována přítomnost místního odporu. Při pozitivní odpovědi je vypočtena tlaková ztráta pZ2 podle vztahu, pZ = R Z .Q 2V

[Pa]

(4.1.03)

▪ Je testována přítomnost lutnového ventilátoru. Při pozitivní odpovědi je vypočten nárůst tlaku ∆p podle vztahu, ∆p = a3. Q3V + a2. Q2V + a1.QV + a0 ▪

[Pa]

(4.1.04)

Je vypočtena nová hodnota celkového tlaku na konci i-té lutny p(i)

p(i) = p(i-1) – pZ1 – pZ2 + ∆p

[Pa]

(4.1.05)

kde p (i-1)… celkový tlak na konci předchozí lutny ▪

Je vypočten statický tlak pS(i) na konci lutnového tahu podle,

ps = p − ▪

8 .ρ .Q 2V π 2 .D 4

(4.1.06)

Je vypočtena průtoková ztráta QVz(i) na netěsných spojích podle ,

QVz = Z n .π .D. ∆p ▪

[Pa]

[m3.s-1]

(4.1.07)

a nový objemový průtok následující lutnou

QV(i+1) = QV(i) – QVz(i)

[m3.s-1]

(4.1.08)

kde QV(i) … objemový průtok (i) – tou lutnou. ▪ Je vypočtena derivace statického tlaku v (i) – té lutně podle vstupního objemového průtoku. Provedením těchto výpočtů pro všechny lutny všech úseků se dojde na konec foukacího lutnového tahu, kde požadujeme splnění podmínky rovnováhy tlaků na výstupu: p=0

[Pa]

(4.1.09)

Splnění této podmínky s požadovanou přesností lze docílit využitím prvních dvou členů Taylorova rozvoje při výpočtu opravného členu, p(QV ) = p(QV 0 ) +

d (p ) .QV 0 .(QV − QV 0 ) d (QV )

[m3.s-1]

(4.1.10)


kde: p(QV) tlak na konci luten při nové hodnotě vstupu QV, se zachováním podmínky (4.1.09) p(QV0)

tlak na konci luten při hodnotě QV0 (právě vypočtený

d (p ) QV 0 d (QV )

derivace tlaku podle vstupního objemového průtoku pro

(QV – QV0)

opravný člen

QV = QV0 Úpravou vztahu (4.1.10) se dá vyjádřit opravný člen: QV −Q V 0 = −

p(QV 0 ) d (p ) .QV 0 d (QV )

[m3.s-1]

(4.1.11)

QV je nový počáteční objemový průtok první lutnou v novém kole výpočtů. Při přesnosti splnění podmínky (4.1.09) do 10 Pa, je výpočet ukončen po několika desítkách kol. Konečné výsledky objemových průtoků a statických tlaků jsou přepočítány na každý metr lutnového tahu, zapsány do tabulek a zpracovány graficky. Podobným způsobem jsou zpracovány případy sacího a kombinovaného větrání, bočníku a ve větvích. Výpočet mikroklimatických podmínek

Také pro tento případ výpočtu převezmeme z [6] výpočet pro foukací větrání. Výpočet pro další typy SeV je podobný, jako u výpočtu aerodynamického. Iterační metoda vychází z počátečních teplot v PVP a první lutna je první buňkou výpočtu. Rovnice pro první a další buňky začíná takto: t s (i + 1) = kde:

[°C]

(4.1.12)

tx = tsd(i)

pro QV(i+1) ≥ QV(i)

[°C]

(4.1.13)

tx = ts(i)

pro QV(i+1) ≤ QV(i)

[°C]

(4.1.14)

a dále:

x (i + 1) = kde,

{[Qv (i ).t s (i )] + [QV (i + 1) − QV (i )].t x .ρ a .Ca + J QV (i + 1).ρ a .C a

ts(i+1)

suchá teplota v (i+1)-té buňce lutnového tahu

ts(i)

suchá teplota v (i)-té buňce lutnového tahu

tsd(i)

suchá teplota v (i)-té (sousedící) buňce chodby

QV(i+1)

objemový průtok v (i+1)-té buňce

QV(i)

objemový průtok v (i)-té buňce

ρa

měrná hustota vzduchu

Ca

teplo přivedené za sekundu do prostoru i – té buňky

[QV (i ).x (i ) + (QV (i + 1) − QV (i ))x x ] QV (i + 1)

[kg.kg-1]

(4.1.15)

xx = xd(i)

pro QV(i+1) ≥ QV(i)

(4.1.16)

xx = x(i)

pro QV(i+1) ≤ QV(i)

(4.1.17) 69


a kde:

x(i+1)

měrná vlhkost vzduchu v (i+1)-té buňce tahu

x(i)

měrná vlhkost vzduchu v (i)-té buňce tahu

xd(i)

měrná vlhkost vzduchu v (i)-té sousedící buňce

QV(i+1)

objemový průtok v (i+1)-té buňce luten

QV(i)

objemový průtok v (i)-té buňce luten

chodby

Vztah (4.1.12) popisuje výpočet suché teploty vzduchu v (i+1)-té buňce luten z přibližných hodnot suchého vzduchu v (i)-té buňce tahu a (i)-té buňce chodby a známých hodnot objemového průtoku v (i)-té a (i+1) –té buňce. Přibližná hodnota suché teploty v (i)-té buňce chodby je hodnota získaná předchozím iteračním krokem. Stejně tak je získaná (i)-tá hodnota suché teploty v buňce tahu, tj. předchozím iteračním krokem. Vztah (4.1.13) popisuje průběh měrné vlhkosti vzduch v (i+1)-té buňce tahu z přibližných hodnot v (i)-té buňce tahu, (i)-té buňce chodby a známých hodnot objemových průtoků v (i)-té a (i+1)-té buňce. Přibližná hodnota měrné vlhkosti v (i)-té buňce chodby je získaná předchozím iteračním krokem. Přibližná hodnota měrné vlhkosti v (i)-té buňce lutnového tahu je získaná současným iteračním krokem. Vliv netěsnosti je rozlišen vztahy (4.1.13), (4.1.14), (4.1.16), (4.1.17). Takto se počítá buňka za buňkou až na konec luten. Tam se mísí s teplem chodby a strojů na čelbě. Tyto vztahy jsou empirické a výměna tepla a vlhkosti vede ke zvýšení teploty o 1 až 2 °C a zvýšení měrné vlhkosti o 2 až 4 g/kg vzduchu. Podobným způsobem je zpracován výpočet klimatických podmínek pro sací, kombinované větrání v různých variantách s vedlejším lutnovým tahem. Výměna tepla a vlhkosti na čelbě a chodbě

-

Výměna tepla a vlhkosti na čelbě je závislá na tepelných ztrátách instalované energie strojů, z jejich zvolené účinnosti je zaznamenán odvod do vzdušin na pracovišti a v chodbě.

-

Zdrojem tepla je horninový masív, přičemž je nutné stanovit podíl suchého a mokrého povrchu chodby. Ze suchého povrchu se odvádí teplo sensibilní, z mokrého latentní (nárůst měrné vlhkosti a změna sensibilního tepla). Zde je ve výpočtu nutné zvolit typ horniny v masívu, neboť s tím korespondují fyzikální parametry pro přenos tepla z horniny do vzduchu.

-

Teplo se uvolňuje autokompresí, tj. vlivem narůstajícího tlaku sloupce vzduchu s hloubkou v podzemí. Některé údaje o hloubce jsou zadány v databázi programu podle výběru závodu v OKD. Jiné případy je možné řešit „svým zadáním“.

-

Teplo se uvolňuje z lutnového tahu konvektivním a konduktivním přestupem tepla z luten do chodby a naopak.

-

Teplo předané vzduchu v lutnovém tahu z lopatkové mříže LV.

-

Výměna tepla a měrné vlhkosti nastává po průchodu výparníkem CHZ, znázornění je proveditelné v i – x diagramu (entalpie – měrná vlhkost – teploty). Hodnoty jsou přepočteny na absolutní tlak 110 000 Pa. Tento přestup chladu do vzduchu je vítaný a požadovaný. 70


Řešení typových schémat

Všechna typová schémata z kapitol 1.1 až 1.9 jsou v matematickém modelu řešena tak, že k typovému schématu je přiřazeno vývojové schéma výpočtu na úrovni iteračního kroku, na úrovni buňky lutnového tahu a na úrovni buňky chodby. Následuje iterační výpočetní postup teplot a měrných vlhkostí v luně a chodbě s tím, že jsou respektovány všechny vyskytující se zdroje tepla a vlhkosti uvedené v minulé kapitole Zprávy. Do výpočtu je zařazeno chlazení tak, že odpor chladiče je součástí aerodynamického výpočtu a procedura přenosu chladu je započtena do výpočtového polygonu teplot a měrných vlhkostí. Řešitelé ve své závěrečné zprávě [6] vyčerpávajícím způsobem předkládají veškeré nezbytné kroky v matematickém modelu s výsledným efektem, a tím je výpočet VPOP (potřebného objemového průtoku) spojeného s výpočtem aerodynamických a klimatických poměrů SEPARAT 1.1, v lutnách a chodbě d.d. Grafické výstupy výpočtů jsou v kapitolách dílčích projektů č 2 a 3. V následující kapitole předložíme výstupy a k nim podáme výklad ze závěrečné zprávy dílčího projektu č. 4 až 6.

4.2 Výpočet potřebného objemového průtoku, aerodynamických a klimatických poměrů separátního větrání Pro uživatele byl v souladu s Přílohou č. 1 k projektu ČBÚ č. 24/2003 vydán „Manuál SEPARAT 1.1. Výpočet VPOP

Pod názvem SEPARAT 1.1 je v spojeném programu zahájení výpočtu VPOP po zadání hornicko – geologických a důlně – technických podmínek. VPOP je naprogramováno podle upravené Přílohy č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb. s úpravou článků 3.1, 3.2 a 3.6 pro větrání s povoleným koeficientem recirkulace ,k do 0,6. Výpočetní vztahy a vázání vstupujících komponent (zvlášť u trhací práce pro sací a foukací SeV) do VPOP je v Příloze č. 13 [6]. Právě z toho důvodu je velice důležitá volba typu větrání, které je rozšířeno v novém pojetí vyhlášky o typ „Komb. foukací větrání VLT (vedlejší lutnový tah) foukací, tj. 5 typů SeV: ▪

Jednoduché sací větrání

▪

Jednoduché foukací větrání

▪

Kombinované sací větrání

▪

Kombinované foukací větrání, VLT sací

▪

Kombinované foukací větrání, VLT foukací

Nejsložitější je výpočet VPOP pro typ „hlavní foukací s vedlejším foukacím“. Proto předložíme výpočet pro verifikované pracoviště 5201/1 na Dole ČMD, závod Sever. Předkládáme i „zadání“ s 1.71 „k“, Podíl objemového průtoku foukacího SeV CHZ ve VLT a HLT na čelbu viz kapitola 2.2.2: VPOP pro 5201/1


„Nezvyklá“ výše objemového průtoku je okomentována a zdůvodněna v kapitole 2.2.2. Načtení parametrů pro výpočet pokračuje následujícím způsobem: ▪

Volba typů větrání, viz výše pět typů SeV

▪

Vstupní parametry VPOP se provádí výběrem jedné z položek pole se seznamem pro výběr nebo pojmenování nastavení

▪

Výstupy VPOP, pro šest podmínek výpočtu potřebného objemového průtoku k ředění škodlivin vystupujících z horninového masívu, tvořící se po trhací práci a minimální rychlosti v profilu k zamezení tvorby metanových vrstev.

Barevná rozlišení vstupních parametrů v okně VPOP: ▪

Bílá nebo žlutá barva – parametr je potřebný pro výpočet

▪

Žlutá barva – parametr je potřebný pro zahrnutí právě vybraného (naposled zaškrtnutého) požadavku

▪

Šedá barva (parametr není zvýrazněn) – parametr není potřebný pro výpočet

Výstupy VPOP: Hodnota QV0 je požadovaným objemovým průtokem. (Z uvedeného příkladu je to QV1, pro ředění CH4) Výpočet SEPARAT 1.1

Řešitelé zvolili k předložení výpočtu programem SEPARAT 1.1 shodný případ jako u VPOP, tj. pracoviště verifikované na Dole ČMD, závod Sever, 5201/1. Po výpočtu VPOP se uživateli nabízí uživatelské prostředí. 72 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Obrázek 4-1 Provozní body LV HLT a VLT, 844/658 m

K výše uvedenému zobrazení uživatelského prostředí a do něj zadaných hodnot je potřebné sdělit následující: ▪

pro nultý úsek v PVP:

-

Po zahájení výpočtem VPOP se do uživatelského okna přepíši výsledky z výpočtu VPOP, minimální QV0 a QVpvp.

-

Programátor volí typ lutnového tahu v PVP, jeho průměr a netěsnost lutnových spojů.

-

V PVP je zvolen typ LV (automatickou nebo vlastní charakteristikou) a případně i prvku (koleno) na vstupu do separátně větraného d.d.

-

Do úseku lze zařadit i LV+CHZ, buď pří do HLT nebo před sání do HLT, vždy charakteristikou, chladicím výkonem a odporem výparníku.

-

Volba průřezu důlního díla v PVP automaticky zvolí aerodynamický odpor, anebo je umožněna volba vlastního odporu.

▪

pro první úsek v neproraženém důlním díle:


-

Následuje volba typu, průměru a netěsností luten, případně dalších pasivních odporů (kolen, zásobníku luten, Coanda luten anebo soupravy s vírníkem) v HLT, volba bočníku nebo přímého zařazení LV+CHZ (jeho chladicího výkonu a odporu jak pro bočník tak i v přímém řazení).

-

V programu není problém zařazení dalšího LV (automatická nebo vlastní volba) v kaskádě a úseku lutnového tahu s jiným typem a průměrem luten (volba průměru končí volbou do1200 mm).

-

Volba raženého (auto nebo vlastní) neproraženého d. d., jeho horniny, vlhkosti stěn apod.

-

Volba horniny na čelbě, profilu, její vlhkosti apod.

▪

do editačního okna dále zadáváme:

-

Instalovaný výkon nezbytných transformátorů 6 / 05 kV.

-

Instalovaný výkon strojního zařízení na čelbě.

-

Instalovaný výkon pásových dopravníků.

▪

pro kombinované větrání zadáváme:

-

Vedlejší lutnový tah průměrem a typem luten do 1200 mm .

-

Volba polarity přetlakových rozdílů tlaků (možný jen foukací vedlejší s foukacím hlavním) ve vedlejším lutnovém tahu.

-

Volba s hlavním sacím je jen vedlejší foukací.

-

Volba CHZ (výkon a odpor výparníku) nebo odprašovacího zařízení (odpor sekce)

-

Volba LV (charakteristikou auto nebo vlastní) do VLT

Důležitý bod: Nejdříve spustit „Výpočet průtoku“ a pak „Výpočet teplot a vlhkosti“ Řešitelé ukončí kapitolu předložením důležitých průběhů pro vyhodnocení klimatických poměrů na pracovišti. Obrázek 4-2 Průběh statického tlaku HLT, 844/658 m

V diagramu statického tlakového rozdílu je viditelná práce LV (cca 1000 Pa, 11,3 m3.s-1) v PVP, tzv. nulový bod ve staničení 300 m, mírná tlaková ztráta v 650 m 74 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

(změna směru chodby s kolenem) a další LV v kaskádovém uspořádání (cca 710 m, 980 Pa, 9 m3.s-1). Obrázek 4-3 Průběh objemového průtoku HLT, 844/658

Z výše uvedeného je vidět změna polarity statického tlakového rozdílu, neboť od „nulového bodu L, V v SeP „ začíná průtok vlivem netěsností v HLT narůstat. Průtok LV v SeP je 8,9 m3.s-1, statický tlakový rozdíl 950 Pa. Obrázek 4-4 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 844/658 m

Rychlost v chodbě v bodech podle Sbírky zákonů 441/2004 je těsně pod hranicí 0,5 m.s-1 (0,48 m.s-1) hodnoty, která může měnit časy práce v EV III tohoto zákona.


Obrázek 4-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě v HLT a VLT, 844/658 m

Obrázek 4-6 Průběh relativní vlhkosti v chodbě v HLT a VLT , 844/658 m

Oba výše uvedené průběhy jsou velmi potřebné pro vyhodnocení klimatických podmínek. Suchá teplota, relativní vlhkost a rychlost v d. d. (viz graf výše) jsou rozhodující faktory pro stanovení časů dlouhodobě a krátkodobě únosné práce. Pro verifikovaný případ Dolu ČMD (uvedený v této kapitole), Závod Sever a ostatní ověřovaná vybraná pracoviště jsme vyhodnocení klimatických podmínek provedli v kapitole

4.3 Databáze vstupních údajů výpočtu SEPARAT Aerodynamické odpory luten

Uvádíme pro srovnání měrné odpory luten ze dvou výpočetních programů, statického SEPu a dynamického SEPARAT 1.1. 76 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

V programu SEP jsou průměry od 315 mm do 1 400 mm a měrné odpory luten na 1 m délky v kg.m-8. V programu SEPARAT 1.1 jsou průměry od 630 mm do 1 200 mm. Následují tabulky měrných odporů luten: Prů Měrný odpor luten R (kg.m-8) m. luten kovové lutny

lutny LUKO

lutny flexibilní

mm

nové

zánovní

staré

nové

zánovní

staré

vyztužené

nevyztužené

630

0,2230

0,2973

0,4247

0,3822

0,4566

0,5734

0,2973

0,1593

800

0,0675

0,0900

0,1286

0,1158

0,1383

0,1737

0,0900

0,0482

1000

0,0221

0,0295

0,0421

0,0379

0,0453

0,0569

0,0295

0,0158

1200

0,0089

0,0119

0,0169

0,0152

0,0182

0,0229

0,0119

0,0064

Charakteristiky lutnových ventilátorů

pcv[Pa]

WLE-1005B 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500

pcv = -0,0539Qv

1000

3

- 119,4Qv

2

+ 1335,6Qv + 1282,1

500 0 4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Q v [m 3/s]

pcv [Pa]

APXE-1000 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600

pcv = 4,5717Qv 3 - 194,43Qv 2 + 2245Qv - 5359,3

400 200 0 6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16 3

Qv [m /s]


pcv [Pa]

APYE-800 4000

3500

3000

2500

2000

1500

pcv = 19,105Q v

3

- 750,2Qv

2

+ 7319,9Qv - 17344

1000

500

0 4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11 3

Qv [m /s]

pcv[P a]

APXK-630 v 630 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800

pcv = 42,725Qv 3 - 910,38Qv 2 + 5683,2Qv - 9078,6

600 400 200 0 3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9 3

Qv [m /s]

pcv [Pa]

APXK-630 v 800 1800

1600

1400

1200

1000

800

600

pcv = 28,311Qv 3 - 497,53Qv 2 + 2357Qv - 1744,6 400

200

0 2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5 3

Qv [m /s]


pcv [Pa]

2xAPXK- 630 v 800 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800

pcv = 4,36Qv 3 - 132,26Qv 2 + 909,48Qv + 40,153

600 400 200 0 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Qv [m 3/s]

pcv[Pa]

VPAK- 630 v 800 2000 1800 1600 1400 1200 1000

pcv = 4.6116Qv 3 - 177.21Qv 2 + 1170.4Qv - 406.96

800 600 400 200 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Qv [m 3/s]

pcv [Pa]

VPAK- 630 v 630 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800

pcv = -6.3676Qv 3 - 20.181Qv 2 + 522.4Qv + 361.06

600 400 200 0 2

3

4

5

6

7

8

9

Qv [m 3/s]


pcv [Pa]

2xVPAK- 630 v 800 1800

1600

1400

1200

pc v = 1.33Qv 3 - 56.3Qv 2 + 431.9Qv + 623

1000

800

600

400

200

0 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Qv [m 3/s]

Aerodynamické odpory zařízení SeV


Chladicí jednotka MMRP – 130 E

Doporučený odpor výparníku = 30.0 [kgm-7]


Chladicí jednotka DV - 150


Chladicí jednotka MMRP – 260


Aerodynamické odpory chodeb a vlastnosti hornin

Úhel napojení 90° 60° 45° 30°

Aerodynamické odpory kolen bočníku [kg.m-7] Průměr 630 Průměr 800 Průměr 1000 Průměr 1200 mm mm m mm 8,03 3,09 1,26 0,61 3,34 2,01 1,34 Název dolu

1,29 0,77 0,51

Geot.stupeň [m.°C-1] ČSM 33,5 Darkov1 – Barbora 28,7 Darkov - Hl.závod 30,8 Darkov3 - 9.květen 30,8 ČSA - Jan-Karel 30,8 ČSA – Doubrava 32,1 Lazy - závod Lazy 30,2 Lazy - závod Dukla 34,5 Paskov - závod Staříč 33,2 Typ chodby Překop 00-0-06 Překop 00-0-08 Překop 00-0-10 Překop 00-0-12 Překop 00-0-14 Překop 00-0-16 Překop 00-0-18 Překop 00-0-19 Chodba 00-0-06 Chodba 00-0-08 Chodba 00-0-10 Chodba 00-0-12 Chodba 00-0-14 Chodba 00-0-16 Chodba 00-0-18 Chodba 00-0-19

0,53 0,32 0,21

0,25 0,15 0,10

Teplota (-500m) [°C] 31,4 34,9 33,4 33,4 31,8 32,1 33,3 30,7 32,2

Obvod Průřez Odpor 100 m [m] [m2] [10-3.kg.m-7] 10,81 7,7 31,47 11,78 9,1 20,04 12,85 10,7 13,02 13,98 12,7 8,21 15,03 14,5 5,81 17,00 16,8 3,97 19,00 19,0 2,91 20,00 20,0 2,55 10,81 7,7 52,97 11,78 9,1 33,70 12,85 10,7 21,80 13,98 12,2 13,65 15,03 14,0 9,48 17,00 16,3 6,24 19,00 18,5 4,39 20,00 19,5 3,77 84


Typ horniny Tepelná vodivost [W m-1 K-1] slepenec 4,63 pískovec 3,85 prachovec 2,86 jílovec 2,70 uhlí 0,24

Teplotní vodivost [mm2 s-1] 2,16 1,62 1,23 1,17 0,19

Prameny uvedených aerodynamických a teplotníchveličin používaných ve výpočtu SEPARAT 1.1

-

Otáhal, Mičulek, Prokop:

Separátní větrání

-

OKR – RPO:

Větrání dolů OKR

-

Hemzal:

Vybrané stati z větrání

-

VŠB – TUO:

Řešení projektu ČBÚ č. IV

-

Suchan:

Termodynamika důlního větrání

-

Fiala, Kout:

Termodynamika hlubokých dolů

-

Mc Pherson: environmental ingeneering

Subsurface ventilation and

-

Sbírka zákonů č. 441/2004

4.4 Předání výpočtu SEPARAT 1.1 SBS a do zkušebního provozu na dva doly OKD Řešitelé používali všechny zkušební verze k výpočtům SeV od počátku řešení úkolu ČBÚ č. 24/2003, a na základě z výstupů programů VPOP a SEPARAT provedli všechny požadované práce v dílčích projektech č. 2 až č. 7. Zkušební provoz byl proveden na Dole Paskov a Darkov. Prezentace výsledků práce s profesními pracovníky ostatních dolů proběhla v průběhu úkolu na plánovaných setkáních a konferencích. Na dolech Paskov a Darkov proběhly závěrečné testy zaměřené k výpočtům a verifikaci vypočtených a naměřených hodnot. Hodnocení výpočtu VPOP, SEPARAT 1.1 a dodaného manuálu je příznivé a profesní pracovníci vyslovili s jeho úrovní spokojenost viz [6].

4.5 Shrnutí Spojené dílčí projekty 4 až 6 byly předány vyčerpávajícím způsobem v závěrečné zprávě [6], která byla velmi obsáhlá. Důvody složitějšího vypracování kompilátu byly předloženy v úvodu kapitoly ad 4. Řešitel [6] nerespektoval řazení a obsah uvedený v Příloze č. 1 k projektu ČBÚ č. 24/2003. V první části jsou předloženy výpočtové diagramy matematického modelu pro foukací, sací a kombinované větrání, a to jak pro aerodynamický, tak i pro teplotně – vlhkostní výpočet. 85 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

V dalším je prezentace grafických a tiskových výstupů výpočtů programů VPOP a SEPARAT 1.1 na jednom z pracovišť vybraných k verifikaci naměřených a vypočtených hodnot. V této kapitole Zprávy jsme přednostně vybrali hodnocení výsledků výpočtů teplotně – vlhkostních. Aerodynamické hodnocení provedeme v kapitole 5, týkající se verifikace podle Přílohy č. 1 k projektu ČBÚ č. 24. K ní byla vypracována závěrečná zpráva [7], kterou budeme ve zkrácené verzi prezentovat v následující kapitole ad 5. Podle vlastního uvážení a požadavku poskytovatele jsme uvedli databázi používaných a zařazených zařízení SeV. Jsou v ní charakteristiky stávajících ventilátorů (auto zařazení i vlastní), odpory tlakových spotřebičů (auto a vlastní) a odpory luten (auto) Méně důležité jsou měrné odpory důlních děl SeV (auto a vlastní) Pro výpočet teplotně – vlhkostních poměrů jsou uvedeny termodynamické vlastnosti horninového masívu, podíl vlhkého a suchého povrchu stěn, vlastnosti a účinnosti strojů na čelbě a v profilu (transformátory a pásové dopravníky), Není opomenuto ani vlastní ohřátí vzduchu autokompresí a vliv hloubky s geotermickým stupněm dané oblasti. Nutno dodat, že od posledních měření teplot hornin a hodnocení geotermického stupně už uplynulo hodně let a dnešní doly OKD jsou svými hloubkami v oblastech, které je nutné ověřit a stanovit upravené podmínky pro vstupy SeV do neproražených d. d. Prameny k stanovení aerodynamických a teplotně – vlhkostních poměrů jsou v kapitole 4.3.8 uvedeny. Řešitelé v průběhu řešení úkolů ČBÚ č. IV/1999 a č. 24/2003 provedli měření některých prvků SeV přímo v dole a některé hodnoty museli převzít z měření výrobců a AZL (VVUÚ a.s.). Řešitel z vlastních zkušeností z důlních provozů snížil vzduchové výkony LV v databázi SEPARAT 1.1 (naměřených AZL a výrobci) o 25% Ke konečnému výstupu úkolu lze říct, že řešitelé ÚG AVČR, předali program VPOP, SEPARAT a manuál k výpočtu na testování poskytovateli, VŠB – TU a profesním pracovníkům větrání dolů OKD.

5 Dílčí projekt č. 7 Zadání: Ověření navržených systémů separátních větrání a verifikace metodiky výpočtu teplotních a vlhkostních změn důlních větrů in situ nejméně na jednom pracovišti pro jednotlivé navržené systémy separátních větrání. Ověření provést proměřením bezpečnostních, teplotních a vlhkostních parametrů na konkrétním pracovišti v dole. Výběr pracoviště na lokalitě stávajících dolů v dostatečném předstihu ražby se zvoleným způsobem chlazení. Zpracování komplexní dokumentace pro vybrané dané pracoviště na základě konzultace SBS za účelem doplnění opatření ke spuštění zkušebního provozu Vypracování harmonogramu ražby a měření všech parametrů větrání v daných separátních důlních dílech. - Vyhodnocení výsledku vypočtenými hodnotami.

měření

a

konfrontace

s předpokládanými,

Verifikace bude provedena na pracovištích z dílčího projektu 1. 86 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Závěry budou vypracovány z jednotlivých zkoušených případů. Jako ke každému dílčímu projektu z Přílohy č. 1, k projektu ČBÚ č. 24/2003, tak i tomuto musel řešitel plán poskytovatele doplnit o některé kroky, vedoucí k možnostem a zkvalitnění výsledků projektu. Podrobněji je vše uvedeno v [7]. V této Zprávě uvádíme nezbytně nutné informace, vedoucí k postupnému kompilování obsahově náročného dílčího projektu. Jsou to: Výběr pracovišť a jejich zařazení do harmonogramu bylo jednoznačně dáno vůlí podniků OKD, jakým způsobem povedou své ražby, a to bez ohledu na předložená uspořádání řešitele. Plánovaný začátek harmonogramu řešení tohoto dílčího projektu byl posunut téměř o jeden rok, a to z důvodu nezájmu dolů některá neověřená řešení realizovat. Předaná dokumentace k verifikovaným pracovištím byla zařazena jako zadání pro testované a spojené výpočetní programy VPOP a SEPARAT 1.1. Podrobná dokumentace z důlních podniků je součásti [7] a v ní byla dokumentace použita jako vstup pro řešení projektu v programech VPOP a SEPARAT 1.1. Některá vyhodnocení ověřování v praxi již byla v kapitolách k předchozím dílčím úkolům prezentována a řešitelé je s odvolávkou na příslušnou subkapitolu uplatní. Pro každé pracoviště byly vybrány minimálně dva případy staničení čelby v kombinaci s různou polohou LV+CHZ (vyjma 1.2).

5.1 Výběr pracovišť k ověřování a časový harmonogram na jednotlivých dolech Ve smyslu řazení uspořádání 1.1. až 1.8 v kapitole 1 Zprávy, můžeme typová schémata rozdělit do dvou skupin, na neverifikovaná a verifikovaná. Do první skupiny neverifikované patří: - Typ 1.1, Foukací větrání s chladicím zařízením umístěným přímo na začátku lutnového tahu v PVP. - Typ 1.5, Separátní větrání kombinované foukací s chladicím zařízením v bočníku a vedlejším lutnovým tahem s odprašovacím zařízením. - Typ 1.6, Separátní větrání kombinované foukací, s přímým zařazením chladicího zařízení do hlavního lutnového tahu s vedlejším lutnovým tahem s odprašovacím zařízením. - Typ 1.7, Separátní větrání kombinované sací a vedlejší foukací lutnový tah s chladicím zařízením. Do druhé skupiny verifikované patří: - Typ 1.2, Foukací zařízení s chladicím zařízením umístěným před začátkem lutnového tahu, verifikováno na pracovišti 082 5245, Důl Paskov – Staříč, od 10/04 do 05/05. - Typ 1.3, Separátní větrání kombinované foukací s vedlejším lutnovým tahem foukacím s chladicím zařízením verifikováno na pracovišti 5201/1, Důl ČMD – ČSM, sever, od 08/04 do 04/05. - Typ 1.5A, Separátní větrání foukací s chladicím zařízením v bočníku, verifikováno na pracovišti 239 562, Důl Darkov, závod 2, od 08/04 do 10/05. 87 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

-

Typ 1.6A, Separátní větrání foukací s přímým zařazením chladicího zařízení do hlavního lutnového tahu, verifikováno na pracovišti 610-1, Důl Lazy (nyní Paskov), Dukla, od 01/05 do 05/05. - Typ 1.8, Sací větrání s chladicím zařízením v průřezu separátně větraného důlního díla, verifikováno na pracovišti 11 011, Důl ČSA, Jan – Karel, od 01/05 do 06/05. Verifikace probíhala na základě věcného a časového plánu podle rámcové osnovy. Tato osnova byla řešitelem vypracována ve shodě s vyhláškou ČBÚ č. 165/2002 Sb. a postup byl po zveřejnění v [7] poskytovatelem schválen.

5.2 Způsob

zařazení

komplexní

dokumentace

do

verifikace

jednotlivých uspořádání Řešitelé zvolili jako vzor předložení a zpracování komplexní dokumentace pro verifikaci Důl Darkov. Zápisem z předcházejícího kontrolního dne bylo poskytovatelem nařízeno zpracovat pro jeho pracoviště 239 562 trojnásobnou verifikaci třech vzájemných distancí bočníku a čelby. Zkrácený popis postupu se zakládá na tom, že byly zvoleny tři kombinace vzájemných distancí bočníku a čelby. Jedná se o čelbu v 780 m a bočník ve 450 m (780/450), dále 1160/760 a konečně 1345/1155. Hornicko-geologické a důlně-technické podmínky

Z dolu Darkov byla řešiteli dodána dokumentace ve vstupu SEP a je zadána ve výpočtu VPOP, který je součástí této Zprávy. Protože VPOP neovlivní aerodynamický a mikroklimatický výpočet, řešitel vybral v uspořádání 1.5A situaci pro 1160/760 m, která se nejvíc blíží původnímu projektu Dolu Darkov pro ražení pracoviště 239 562. Výpočet již byl předložen v kap. 2 Zprávy Následuje výpočet VPOP,pracoviště 239562:


Mapová dokumentace a návrh separátního větrání

Návrh separátního větrání a jeho popis byl sestaven z mapové dokumentace a příloh. Pro všechny vybrané případy jsou shodné aerodynamické odpory nultého a hlavního úseku HLT. Mění se jen střední staničení bočníku. Ve výpočtu projektu SEPARAT to bylo takto pro aerodynamický a mikroklimatický výpočet navrženo. Ve výpočtu bude také nárůst bodových zdrojů tepla, kterými budou transformátory, větší délka pásového dopravníku a větší hloubka místa ražení. Řešitel volí v tomto případě velice podrobný popis v obou úsecích SeV, protože uspořádání s bočníkem je z hlediska provozování a bezpečnosti větrání nejperspektivnější. S dodaných podkladů řešitel pro výpočet SEPARAT zvolil následující skladbu zařízení SeV: -

Nultý úsek HLT je 30 m flexibilních luten vyztužených, Φ 1000 mm v 5 m délkách. Těsnění spojů „dobré“. Hlavní ventilátor v PVP je WLE – 1005B. Na konci úseku je koleno 90°.

-

První úsek a celý lutnový tah je z přetlakových nevyztužených luten Φ 1000 mm, řešitel zvolil pro projekt 30 m délky. Těsnost spojů „dobrá“.

-

Aerodynamické odpory jsou kolena 90° ve staničeních 90 m, 400 m a 470 m. Bočník s CHZ bude ve 450 m, 760 m a 1155 m.

-

Transformátory 400 kVA budou pro první případ 780/450 m dva a to ve staničeních přibližně 30m a 600m, pro případ 1160/760 m a 1345/1155m jsou potřebné tři, tj. třetí přibude ve staničení 1100 m.

-

Příkon pásových dopravníků postupně narůstal v pořadí 500 kW, 700kW a 800 kW. Vytížení střední.

-

Suchá teplota v PVP byla 29 až 31°C, mokrá asi o 2°C nižší. Volba 30/28°C.

-

Na čelbě je vzhledem ke klasické technologii vrtací vůz, nakladač s bočním výklopem a trhací práce volena maximální vlhkost. Příkon 60 kW a vytížení střední.

-

V bočníku je ventilátor VPAK 630, lutny flexibilní vyztužené a CHZ DV – 150 s chladicím výkonem 150 kW.

Programem SEPARAT provedeme výpočet projektu v obvyklém pořadí pro uspořádání 1160/760 m. Grafické výstupy programu SEPARAT následuji v pořadí, které řešitel zvolil v úvodní stati [7] a prezentoval v kapitole 3 této Zprávy. Vybíráme jen vzorový příklad staničení čelby a bočníku 1160/760 m. Následují grafické výstupy výpočtu SEPARAT 1.1.







Obrázek 5-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562,1160/760 m


Z důvodů, abychom mohli učinit rozhodnutí, zda je nutné pracoviště chladit, předkládáme v tabulce stručné výsledky projektu, kdy za stejných aerodynamických podmínek máme proveden výpočet s CHZ a bez. Podrobně je tento rozbor 91 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

okomentován v kapitole 3, této Zprávy. Zde tabulku uvádíme v souvislostech, co lze výpočtem SEPARAT 1.1 z komplexní dokumentace vyjádřit v projektu. Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.5A

◦C

%

m.s


-1

min

239 562

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

36,9

29,3

54

0,32

272

54

CHZ 780/450m

32,7

26,9

64

0,33

313

139

CHZ 1160/760m

31,2

26,4

68

0,32

337

291

CHZ 1345/1155m

31,5

26,3

66

0,29

324

139

Výsledky v tabulce potvrzují, že chlazení je potřebné a ještě by mělo být výkonnější než program SEPARAT dovolí do bočníku projektovat. Přehled aerodynamických parametrů

Z grafických výstupů lze sestavit také přehled aerodynamických parametrů, které uvedeme předčasně i s naměřenými hodnotami. V stávající části chtějí řešitelé předložit jen výsledky projektované. Relevantními údaji v tabulce jsou pro projektované grafy jen ty s označením 1160/760 m (viz výše). Staničení čelby/bočník

Objemový průtok QVpvp

QVV m3.s-1

m

QV0

Průřez

Rychlost

S m2

V m.s-1

Projekt VPOP QV0 = 5,0 a SEPARAT 239 562 v tabulce 780/450 1160/760 1345/1155

14,1 13,8 13,6

9,9 9,7 9,5

5,5 5,2 4,6

16,5 16,5 16,5

0,33 0,32 0,29

Měření na pracovišti 239 562 780/450

32,7

10,9

6,6

16,5

0,40

1160/760

18,1

9,4

6,1

16,8

0,36

1345/1155

16,6

9,4

5,4

16,5

0,33

Aerodynamické parametry pro výpočet projektu programem SEPARAT 1.1, lze rovněž připravit z komplexní dokumentace. Důležitou části jsou výsledky měření provedené v průběhu období verifikace. Hlavním dokladem je kniha Zvláštního větrání, ve které jsou výsledky naměřených hodnot pro srovnání s projektem shromážděny. Mikroklimatické a plynové poměry.

Shodným způsobem můžeme z grafických výstupů z projektu SEPARAT 1.1 vysledovat klimatické poměry na „vypočtené“ čelbě a porovnat je s naměřenými hodnotami teplot, relativních vlhkostí a rychlostí z knihy Zvláštního větrání. Nyní nás 92 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

opět zajímá jen samotný projekt výpočtem, neboť do zadání výpočtu se musí vložit informace z předpokládaných veličin vstupů. Na tomto místě řešitelé musí upozornit na skutečnost, že častým jevem v projektování SeV jsou údaje získané predikcí, konkrétně teploty a vlhkost v PVP, teplota hornin a část masívu vlhká a suchá. Exaktnější může být zadání tepelných technologických zdrojů tepla v raženém d. d., tj. příkon ventilátorů, CHZ, razicích a dopravních strojů a s nimi související instalace transformátorů 6/0,5 nebo 6/1,0 kV. Očekávané plynové poměry jsou vloženy jako vstupy do programu VPOP, kde bývají nadsazeny. V tomto jednání se řešitelé s projektanty ztotožňují.

◦C 239 562

tS

tm

Rychlost v DDD

Teploty Relativní Vlhkost

Uspořádání pracoviště

%

m.s

Φ

v


Tabulka se objeví i v následující kapitole 5.3. Zde bude provedeno vyhodnocení verifikace jako celku a to u všech verifikovaných uspořádání.

-1

CO

2

min tsm

CH4

O2

% tm

CO

ppm

-

-

-

-

139 324 139

1,0 1,0 1,0

0,49 0,49 0,49

19,6 19,6 19,6

30 30 30

337 341 93

0,1 0,1 0,1

0,1 0,1 0,2

20,9 20,7 20,7

0 18 3

Projekt VPOP a SEPARAT 239 562 780/450m 1160/760m 1345/1155m

32,7 31,2 31,5

26,9 26,4 26,3

64 68 66

0,33 0,32 0,29

313 337 291

Měření 239 562 780/450m 1160/760m 1345/1155m

31,3 30,8 31,6

27,5 25,2 27,3

74 63 73

0,41 0,36 0,33

337 341 323

5.3 Vyhodnocení výsledků verifikace jednotlivých uspořádání V této kapitole bude provedeno vyhodnocení výsledků ověřování uspořádání, které mohly být na základě spolupráce s důlními podniky do programu zařazeny. Řešitelé se odvolávají na již prezentované výsledky v kapitolách 2 a 3. Z kapitoly 2 této Zprávy jsou všechny výpočty VPOP, provedené na základě dodané části dokumentace nazvané hornicko-geologické a důlně technické podmínky. Výpočty VPOP jsou součástí kapitoly 2, pro kterou byly Přílohou č. 1 k projektu č. 24/2003 předepsány. Uvedli jsme je pro všechna ověřovaná uspořádání se záměrem, že se v této části na ně odvoláme. Shodně i výsledky kapitoly 3 Zprávy. Jsou tam všechny výpočty SEPARAT 1.1, pro tatáž uspořádání jako v kapitole 2. Z komplexní dokumentace byla zpracována mapová a přílohová část, týkající se parametrů prvků SeV, které tvoří technickou část výpočtu SeV. 93 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Nezbytné je zadání již vyjmenovaných (viz výše) teplotních a vlhkostních zdrojů pro výpočet klimatických poměrů v daném projektu uspořádání. A konečně kniha Zvláštního větrání (dál ZV) s naměřenými hodnotami aerodynamických, klimatických a plynových poměrů. Tyto se ve všech případech objeví v tabulkách se srovnáním výpočtů VPOP, SEPARAT 1.1 a skutečnými naměřenými hodnotami. Uspořádání 1.2

Tabulka aerodynamických, klimatických a vlhkostních poměrů s použitím CHZ a bez něj. Uspořádání pracoviště

Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.2

◦C

%

m.s


-1

min

082 5245

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

33,2

24,0

46

0,38

313

313

CHZ 835m

30,9

24,3

58

0,36

394

394

CHZ 1180m

33,3

25,9

55

0,32

313

313

Výsledky v tabulce hovoří pro nutnost použití chladicího zařízení (dál CHZ) a to především pro umístění CHZ 835 m. Méně výrazný je chladicí efekt pro vzdálenost CHZ 1180 m. Tabulka aerodynamických parametrů projektů a naměřených hodnot Stan. Čelby


M

QVV m3.s-1

QV0

Průřez

Rychlost

S m2

v m.s-1

Projekt VPOP QV0 = 4,7 a SEPARAT 082 5245 v tabulce 835 1180

12,6 12,3

8,8 8,6

5,1 4,5

14,5 14,5

0,36 0,32

Měření na pracovišti 082 5245 835

12,5

7,2

4,5

14,5

0,33

1180

13,0

8,2

4,3

14,5

0,32

Z tabulky, viz výše vyplývá pro projektované hodnoty, že QV0 z projektu SEPARAT (pro 1180 m) je bližší výpočtu VPOP 1200 m. Hodnoty průtoku QV0 835 m vychází z projektu SEPARAT lépe pro případ 835 m. Rozdíl činí 0,2 m3.s-1, a to je hodnota zanedbatelná. Z naměřených hodnot aerodynamických parametrů lze konstatovat, že QV0 naměřené na čelbě mírně pokročuje hodnoty QV0 stanovené projektem SEPARAT. Pro případ 1180 m byly hodnoty naměřené na čelbě nižší o 0,4 m3.s-1, a pro 835 m jen o 0,2 m3.s-1 . 94 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

◦C

%

m.s

Φ

v

tS

tm


Teploty na čelbě

Relativní Vlhkost

Staničení čelby

Rychlost v DDD

Tabulka mikroklimatických a plynových poměrů

-1

CO

2

min tsm

CH4

O2

% tm

CO

ppm

-

-

-

-

393 313

1,0 1,0

0,5 0,5

19,5 19,5

90 90

148 312

0,1 0,2

0,2 0,3

20,7 20,6

1 3

Projekt VPOP a SEPARAT 0825245

835 1180

30,9 33,3

24,3 25,9

58 55

0,36 0,32

393 313

Měření 0825245

835 1180

29,8 33,1

26,3 26,1

76 58

0,31 0,30

350 312

Výsledky projektované a naměřené v tabulce jsou z hlediska mikroklimatických podmínek velice podobné. Případ 1180 m, rozdíl teplot 0,2°C, 3% vlhkosti a 835 m, rozdíl teplot 1,1°C. Pro 835 m se vymyká hodnota relativní vlhkosti, která se liší o 18%. Důvody zvýšené vlhkosti mohou být v tom, že projektant při predikci výpočtu nemá možnost volby vyšší vlhkosti na stěnách, tak i na počvě a v čelbě důlního díla. Řešitelé nedoporučují používat elektronické vlhkoměry. S těmi přístroji nemá řešitel při měření v provozu dobré zkušenosti. Důvodem nedůvěry s těmito elektronickými přístroji je jejich neschopnost reagovat na rozdíly, vznikající prudkými přechody s prostředí s vysokou teplotou a relativní vlhkosti ve výdušných větrech do prostředí úvodních větrů, podstatně suchých a studenějších. Na druhé straně musíme připustit, že vzdušiny ve foukacím větrání po ohřátí až o 4°C na lopatkách LV relativní vlhkost ztrácejí. Rozdíly vlhkostí u naměřených suchých a mokrých teplot mohou být také s největší pravděpodobností zapříčiněny technologickým procesem, který právě v okamžiku měření prováděným na čelbě probíhá. Některé činnosti při nakládání horniny jsou provázeny nadměrným zkrápěním a rubanina na prvním hřeblovém dopravníku a čelbě je vysušována přivedeným průtokem v HLT a následně změřena v důležitých bodech měření dle „Nařízení vlády č. 178/2001Sb., ve znění nařízení vlády č. 441/2004Sb. K výše uvedenému na pracovišti 082 5245 řešitelé uvádějí ve svém stanovisku, že projekt a měření mikroklimatu se nerozcházejí a výpočet je z neprojektovaných veličin téměř ve shodě v tolerancích s měřenými veličinami. Výpočet tedy vyhovuje. Plynové poměry naměřené na čelbě nedosáhly hodnot předpokládaných exhalací v projektu VPOP. Zde byly do výpočtu zadány příliš vysoké hodnoty očekávané předpokládané exhalace, a to jak u metanu, tak i u oxidu uhličitého qCH4 a qCO2, shodně 0,023 m3.s-1. Z údajů v knize ZV 082 5245 provedeme zpětný výpočet qCH4 a qCO2, a to ze vztahů výpočtu QV1 a QV2 z Přílohy č. 1 vyhlášky 165/2002 Sb. Dosazením průměrné hodnoty případů naměřených QV0 835 a 1180 m do: 95 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

QV 1 .(c − c1 ) 4,4.(0,25 − 0,01) = 0,011m 3 s −1 = 100 100 Q .(c − c3 ) 4,4.(0,2 − 0,01) = V2 2 = = 0,0080m 3 .s −1 100 100

qCH 4 = qCO 2

nás vede ke konstatování, že předpokládané exhalace CH4 a CO2 byly nadhodnoceny, u CH4 je naměřená hodnota 0,011 téměř o polovinu menší než 0,023 m3.s-1 a u CO2 je přibližně třetinová, 0,0080 oproti 0,023 m3.s-1 . V tomto případě plynových poměrů řešitel nevidí snahu projektanta v tom, že nadhodnotí předpokládané exhalace až na hranici povolenou bezpečnostním předpisem jako vadu. Pojištění projektu ze strany projektanta je v plynových podmínkách žádoucí. Uspořádání 1.3


Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.3

◦C

%

m.s


-1

min

5201/1

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

33,2

24,0

46

0,38

313

313

CHZ 844/658m

27,7

25,2

81

0,48

381

381

CHZ 1067/818m

27,4

24,4

78

0,37

480

480

Výsledky v tabulce potvrzují, že s výpočtu SEPARAT je použití CHZ nezbytné a je velmi účinné. Tabulka aerodynamických parametrů projektů a naměřených hodnot Staničení

Objemový průtok

QVCH/QV0 3

m .s m

QVpvp

QVV

-1

QV0

QVCH 3

Projekt VPOP, QV0 = 13,1 m .s

-1

Průřez 2

Rychlost

-

m

m.s

K

S

v

-1

a SEPARAT, 5201/1

844/658 m

16,1

11,3

7,0

4,1

0,59

14,5

0,48

1067/818 m

16,0

11,2

5,4

3,7

0,69

14,5

0,37

844/658 m

49,2

10,1

6,4

4,1

0,6

15,5

0,41

1067/818 m

50,0

10,2

7,5

4,6

0,6

14,2

0,53

Měření 5201/1

Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že vypočtený potřebný objemový průtok VPOP není možné ve vysokých předpokládaných koncentracích (CH4 qCH4 = 0,023 m3.s-1, VPOP, QV0 = 13,1 m3.s-1) splnit. V bývalém programu SEP neměl projektant z BPO k dispozici úpravu vztahů ad. 3.1, 3.2 a 3.6 z Přílohy č. 1 k vyhlášce č. 165/2002 Sb. a snad ani o recirkulaci v projektu dvou foukacích lutnových tazích HLT a vedlejšího lutnového tahu (dále VLT) s CHZ nevěděl. Proto se v hodnocení výpočtu zaměříme jen na verifikaci vypočtených a naměřených hodnot, a to pro obě zvolené kombinace staničení čelby a CHZ. 96 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Řešitel upozorňuje na nesoulad hodnot objemového průtoku Qv0 v případě 1067/818 m (Qv0 = 7,5 m3.s-1) a v případě 844/658 m (6,4 m3.s-1). Řešitel konstatuje, že rozdíly mezi projektovanými a naměřenými aerodynamickými hodnotami jsou v přijatelných mezích a výpočet SEPARAT zcela vyhovuje požadavkům na výpočet a měření vzduchotechnických veličin. Bylo také splněno kriterium minimální rychlosti v separátně větraném důlním díle, čímž byly vytvořeny dobré podmínky pro příznivý stav mikroklimatických a plynových poměrů viz níže. U tohoto uspořádání je méně problematickým prostorem úsek překrytí obou foukacích lutnových tahů a to s ohledem na dosahované rychlosti větrů. Rychlost v tomto prostoru je nejvyšší a je dána vztahem, v = QVCH + QV0 / S

◦C

%

m.s

Φ

v

tS

tm


Teploty na čelbě

Relativní Vlhkost

Staničení čelby m

Rychlost v DDD


-1

CO

2

min tsm

CH4

O2

% tm

CO

ppm

-

-

-

-

381 480

0,9 0,9

0,45 0,45

19,6 19,6

90 90

337 383

0,1 0,1

0,1 0,1

20,8 20,7

0 0

Projekt VPOP a SEPARAT 5201/1

844/658 1067/818

27,7 27,4

25,2 24,4

81 78

0,48 0,37

381 480

Měření 5201/1

844/658 1067/818

31,4 29,7

27,0 25,1

70 69

0,41 0,53

337 383

Pohledem do tabulkových hodnot projektovaných a naměřených teplot je viditelný rozdíl. Proti „Průběžné zprávě“ k datu duben 2006 je však uplatněna změna v programu a problematika míchaní dvou proudů z foukacích lutnových tahů je lépe v prostoru čelby naprogramována. Řešitel úkolu se s použitím nového programu SEPARAT 1.1 pravděpodobně dopustil chyby ve výpočtu při volbě teplot z PVP, tj. zavedl do výpočtu nižší vstupní hodnotu suché a mokré teploty. Je třeba dodat, že stávající vstupy pro teplotu hornin a s tím související termodynamické vztahy vycházejí jen z výpočtů a odhadu geotermického stupně a nikoliv z naměřených veličin. Některá nová a dosud nepublikovaná měření teplot hornin ve velkých hloubkách vykazují rozdílné hodnoty. Teploty hornin jsou ve skutečnosti vyšší než vypočtené a tím do programu zavedené. Řešitel doporučuje poskytovateli vypsat dílčí úkol k řešení této problematiky. Pro řešitele programového úkolu ČBÚ č. 24/2003 však tyto rozdíly (spíš lepší stavy mikroklimatických poměrů) neznamenají, že výpočet SEPARAT 1.1 není pro toto uspořádání vhodný. 97 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Doměřením skutečných teplot horninového masívu a zavedením do výpočtu SEPARAT 1.1 se výsledky výpočtu a měření v praxi ještě více přiblíží. Výpočet SEPARAT 1.1 je pro stávající výpočty mikroklimatických podmínek vhodný. Naměřené plynové poměry plně potvrzují váhu bezpečnostní podmínky tohoto uspořádání, že jeho nasazení je vhodné především tam, kde je očekávána nízká předpokládaná exhalace škodlivin v raženém důlním díle. Proto velmi překvapuje, že provozovatelé použili dané v podmínkách, kde očekávali hodnoty qCH4 a qCO2 vysoké, shodně

uspořádání

0,023 m3.s-1 100% plynu. Pro tyto hodnoty, koeficient k ≤ 0,6, očekávanou a tedy i doporučenou koncentraci c = 0,5 % CH4 a přivedenou v HLT c1 = 0,0 % CH4 , vychází ze vztahu 2.01 požadovaný objemový průtok na čelbu QV0 = 13,1 m3.s-1 . Toto je vysoká hodnota, kterou nelze v současných podmínkách jednoho hlavního foukacího tahu dosáhnout. Rozborem vztahu 2.05 Zprávy, lze zpětným dosazením naměřených hodnot průměrné hodnoty (z prověřování 844/658 m a 1067/818 m), QV0 = 6 m3.s-1 , CH4 = 0,1% a S = 14,5 m2, vypočítat skutečnou exhalaci qch4 = 0,0017 m3.s-1 , což je hodnota více než 10 x nižší než v projektu SEP. Uspořádání 1.5A


Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.5A

◦C

%

m.s


-1

min

239 562

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

36,9

29,3

54

0,32

272

54

CHZ 780/450m

32,7

26,9

64

0,33

313

139

CHZ 1160/760m

31,2

26,4

68

0,32

337

291

CHZ 1345/1155m

31,5

26,3

66

0,29

324

139

Výsledky v tabulce potvrzují, že chlazení je potřebné a ještě by mělo být výkonnější než program SEPARAT dovolí do bočníku projektovat. Tabulka aerodynamických parametrů projektů a naměřených hodnot Staničení čelby/bočník


QVV 3

M

m .s

QV0

-1

Průřez

Rychlost

S

V

m

2

m.s

-1

Projekt VPOP QV0 = 5,0 a SEPARAT 239 562 v tabulce 780/450

14,1

9,9

5,5

16,5

0,33

1160/760

13,8

9,7

5,2

16,5

0,32

1345/1155

13,6

9,5

4,6

16,5

0,29


780/450 1160/760 1345/1155

32,7 18,1 16,6

Měření na pracovišti 239 562 10,9 6,6 9,4 6,1 9,4 5,4

16,5 16,8 16,5

0,40 0,36 0,33

Z tabulky aerodynamických parametrů je zřejmé, že výpočet projektu SEPARAT 1.1 je téměř shodný s naměřenými hodnotami a to ve všech vybraných kombinacích staničení čelby a bočníku. Výsledky měření na čelbě jsou z hlediska klimatických poměrů lepší. Hodnota potřebného objemového průtoku není nižší než vypočtená. Výše uvedené konstatování je v souladu s očekávanými i skutečnými poklesy objemových průtoků a statických tlaků po celé délce lutnového tahu. Enormní délka HLT tyto poklesy zákonitě přináší. Snížený objemový průtok v závěru ražení důlního díla může být v tomto projektu řešen jedině zesílením tlakového zdroje v PVP, např. přidáním dalšího ventilátoru WLE – 1005B nebo APXE – 1000 v nultém úseku PVP. Jiná možnosi ve stávajících podmínkách není. Výpočet vyhovuje tolerancím vzduchotechnických výpočtů a měření v profilech lutnových tahů a důlních děl.

Teploty na čelbě

m

◦C

%

m.s

Φ

v

tS

tm


Staničení čelby

Relativní Vlhkost

Rychlost v DDD


-1

CO

2

min tsm

CH4

O2

% tm

CO

ppm

-

-

-

-

Projekt VPOP a SEPARAT 239 562 780/450

32,7

26,9

64

0,33

313

139

1,0

0,49

19,6

30

1160/760

31,2

26,4

68

0,32

337

324

1,0

0,49

19,6

30

1345/1155

31,5

26,3

66

0,29

291

139

1,0

0,49

19,6

30

780/450

31,3

27,5

74

0,41

337

337

0,1

0,1

20,9

0

1160/760

30,8

25,2

63

0,36

341

341

0,1

0,1

20,7

18

1345/1155

31,6

27,3

73

0,33

323

93

0,1

0,2

20,7

3

Měření 239 562

Tabulka vypovídá, že rozdíl hodnot projektovaných a naměřených teplot a relativních vlhkostí je minimální. Výpočet vyhovuje a rozdíly jsou znatelné jen v tolerancích měření teplot a vlhkostí v podmínkách hlubokých dolů. Úvaha o nedokonalých vstupech do zadání programu SEPARAT 1.1 v kapitole 2. 7. Zprávy se v hloubkách Dolu Darkov může projevovat shodně jako na Dole ČMD – ČSM sever. Výpočet SEPARAT 1.1 je pro stávající výpočty mikroklimatických podmínek vhodný. Plynové poměry potvrzené rozbory plynů dokazují, že projektant volbou nízké předpokládané exhalace qCH4 správně odhadl podmínky, které na tomto pracovišti mohou nastat. Koncentrace škodlivin byla minimální. 99 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Uspořádání 1.6A


Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.6A

◦C

%

m.s


-1

min

610 – 1

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

33,6

26,7

58

0,33

302

148

s CHZ 484/400m

23,0

21,9

91

0,30

480

480

s CHZ 484/400m

23,0

21,9

91

0,30

480

480

s CHZ 566/400m

25,6

22,8

79

0,23

480

480

Chlazení je zcela určitě potřebné, ale zadání do projektu SEPARAT 1.1 (krátké délky ražení s jedním řídicím ventilátorem v PVP), přináší optimistické výsledky, zcela ne přesně vystihují problematiku užití CHZ pro ražení dluhých důlních děl (800 až 1000m). Jak je výše uvedeno podmínky pro výpočet SEPARAT 1.1 a jeho verifikaci „in situ“ nejsou pro krátkou délku ražení důlního díla adekvátní k řešení tohoto programového úkolu. Instalace většího počtu tlakových zdrojů do HLT v SeV v kaskádě přivede před LV a CHZ tak ohřátý vzduch, že chladicí účinek na pracovišti bude nedostatečný. Tímto řešitel zdůvodňuje omezující podmínky pro používání daného uspořádání. Tabulka aerodynamických parametrů projektů a naměřených hodnot Staničení čelby/CHZ m 4847/400 566/400 484/400 566/400


QVV 3

-1

QV0

Průřez

Rychlost

S

v

2

m .s m 3 -1 Projekt VPOP, QV0 = 4,5 m .s a SEPARAT 11,9 8,3 4,2 14,0 11,9 8,3 3,2 14,0 Měření 610-1 17,9 7,3 5,0 12,8 15,2 6,6 4,5 12,8

m.s

-1

0,30 0,23 0,40 0,35

Aerodynamické parametry se u projektovaných a naměřených hodnot rozcházejí. Ač řešitel ve výpočtu použil dobrou těsnost lutnového tahu, nedosáhl potřebného objemového průtoku na čelbě. Chladicím zařízením podle projektu proudí 4,7 až 4,9 m3.s-1 a přesto při jeho vzdálenostech 80 až 170 m na čelbu nelze výpočtem při takovém velkém počtů spojů QV0vpov = 4.5 dopravit. Po měření je v knize ZV 610 – 1 vykázáno, že předepsaných hodnot bylo dosaženo. Řešitel musí konstatovat, že naměřené objemové průtoky na čelbě 610 – 1 byly při vyhodnocení mírně nadnesené. Důvodem pro toto tvrzení řešitele je skutečnost, že výsledky měření provedené řešitelem a větrací službou dolu (ZV 610-1) ve stejném okamžiku se rozcházejí. V termínu 484/400 řešitel naměřil Qv0 = 4,4 m3.s-1 a v 566/400 Qv0 = 3,6 m3.s-1. 100 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

m

◦C

%

m.s

Φ

v

Dlouhodo bě a krátkodob ě únosná práce

Teploty na čelbě

Rychlost v DDD

Staničení čelby/CHZ

Relativní Vlhkost


-1

CO

2

min

tS

tm

484/400

23,0

21,9

91

0,30

480

566/400

25,6

22,8

79

0,23

480

CH4

O2

CO

%

tsm

tm

ppm

-

-

-

-

480

0,9

0,5

19,5

130

480

0,9

0,5

19,5

130

Projekt VPOP a SEPARAT 610 - 1

Měření 610 - 1 484/400

22,8

19,4

81

0,40

480

480

0,2

0,1

20,7

0

566/400

23,3

20,5

77

0,35

480

480

0,2

0,1

20,6

0

Výpočet vyhovuje a je potvrzena i potřeba nasazení chladicího zařízení i přímo do hlavního lutnového tahu, kdy je účinnost přenosu chladicího výkonu do veškerého objemového průtoku dopravovaného na čelbu. Tento poznatek je důležitý především pro neverifikované uspořádání 1.1, kdy je do hlavního lutnového tahu zařazeno chladicí zařízení v PVP na jeho začátku. Podmínky v PVP téměř všude umožňují elektrifikaci zařízení (zaručené výkony) a výparník chladicího zařízení s větší propustností (např. MMRP – 260) předchladí i kapacitní objemové průtoky ventilátorem QVV v PVP, zaručující dopravu dostatečného chlazeného objemového průtoku QV0 na čelbu důlního díl Uspořádání 1.8


Teploty

Relativní Vlhkost

Rychlost Vzduchu

1.8

◦C

%

m.s


-1

min

11011

tS

tm

Φ

v

tsm

tm

bez CHZ

34,1

30,5

77

0,40

299

45

s CHZ,883/750 m

30,2

27,6

81

0,30

349

108

S CHZ,1343/1180 m

32,5

29,6

81

0,30

322

56

Z výše uvedeného je zřejmé, že instalace chladicího zařízení je nezbytná, ale současně málo výkonná. Tabulka aerodynamických parametrů projektů a naměřených hodnot Staničení Čelby m 883/750 1343/1180 883/750 1343/1180

Objemový průtok Průřez QVpvp QVV QV0 S 3 -1 2 m .s m 3 -1 Projekt VPOP QV0 = 5,0 m .s a SEPARAT 13,1 9,2 5,1 14,5 12,8 9,0 4,6 až 5,0 14,5 Měření 11011 29,3 10,7 9,5 14,5 23,5

10,7

8,1

14,5

Rychlost v -1 m.s 0,30 0,26 až 0,30 0,65 0,56


Hodnoty v tabulce vypovídají o tom, že pracoviště 11011 je ovětráváno cirkulací vyvolanou v kaskádovém uspořádání ventilátorů. Změny průtoku podél lutnového tahu jsou viditelné v grafickém výstupu QV = f (délka tahu) programu SEPARAT 1.1. Naměřené průtoky na čelbě překračují vypočtené hodnoty oběma programy a to jak VPOV tak i SEPARAT 1.1. Řešitel usuzuje, že výsledky výpočtu SEPARAT 1.1. jsou s dostatečnou přesností vhodné i pro uspořádání 1.8, přestože výsledky měření na čelbě jsou nadsazené. Názor řešitele je ten, že výpočet vyhovuje a více se blíží skutečnosti. Potvrzuje to jeho pokus výpočtu 1343/1180 m se dvěma volbami těsnosti luten.

Teploty na čelbě

m

◦C

%

m.s

Φ

v

tS

tm

Dlouhodob ěa krátkodobě únosná práce

Staničení čelby/CHZ 11011

Relativní Vlhkost

Rychlost v DDD


-1

CO

min tsm

2

CH4

O2

% tm

-

-

CO

ppm -

-

Projekt VPOP a SEPARAT 11011

883/750 1343/1180

30,2 32,5

27,6 29,6

82 81

0,30 349 0,30 314

108 67

1,0 1,0

0,5 0,5

19,5 19,5

90 90

417 215

0,1 0,1

0,2 0,1

20,7 20,8

0 2

Měření 11011

883/750 1343/1180

26,1 27,2

23,9 25,7

83 89

0,65 417 0,56 381

Naměřené mikroklimatické podmínky byly lepší než projektované a to až o 4°C u suché teploty. Řešitelé u tohoto výpočtu mikroklimatických podmínek zdůvodňují rozdíl teplot na čelbě vyšším zadáním vstupních údajů v PVP a vyšší skutečnou účinností a výkonu CHZ u boku chodby než zadává projekt. Skutečně naměřené hodnoty v PVP nejsou ani v prvotní dokumentaci provozovatele daného pracoviště. Jiné vysvětlení řešitel pro daný rozdíl nemá. Vzhledem k tomu, že skutečné klimatické podmínky jsou lepší než projektované, řešitelé doporučují výpočet klimatických poměrů přijmout. Plynové poměry byly jako u předchozích případů nadsazeny až na hranici, kterou povoluje bezpečnostní předpis bez uplatnění výjimky. Jak již bylo viz výše uvedeno, nelze toto projektantovi vytýkat, neboť tímto nastavil ve výpočtu VPOP maximálně možné potřebné objemové průtoky na čelbu důlního díla.

5.4 Hodnocení jednotlivých uspořádání Do této části řešitelé shromáždí a předloží závěrečná hodnocení jednotlivých uspořádání. Celkový pohled řešitelé povedou směrem od použití z hlediska technologie ražení, plynových podmínek a projektování SeV ve smyslu krátkodobého nebo dlouhodobého použití v dané ražbě.


Uspořádání 1.2

Uspořádání 1.2 bylo testováno pouze na kvalitu výpočtu aerodynamických parametrů a s tím souvisejících mikroklimatických a plynových poměrů. Vypočtené objemové průtoky QVpvp, QVV a QV0 byly v průběhu ražení potvrzené měřením, a tudíž vyšší hodnota QVpvp je příznivější. Z údajů uvedených v tabulkách vyplývá, že u toho verifikovaného typu SeV v podmínkách dolu Staříč (PUP – povinnost používat jen vzduchoelektrické LV), jsou s řešitelem výsledky výpočtu hodnoceny jako vyhovující, a to jak u aerodynamických parametrů, tak i mikroklimatických poměrů. Uspořádání je vhodné pro použití v dolech s PUP. Uspořádání 1.3

Uspořádání 1.3 bylo verifikováno výpočtem aerodynamických parametrů a s ním souvisejících mikroklimatických a plynových poměrů. Vypočtené objemové průtoky QVpvp, QVV a QV0 byly v průběhu ražení potvrzené měřením Z údajů uvedených v tabulce dále vyplývá, že se u tohoto typu separátního větrání s dvěma foukacími lutnovými tahy v podmínkách dolu ČMD – ČSM sever podařilo zvládnout jak složité klimatické poměry, tak i bezpečné ovětrání pracoviště 5201/1. Řešitel v přehledu aerodynamických parametrů upozornil na nesoulad výsledků v dokladech provozovatele 5201/1. Dané uspořádání má nejsložitější aerodynamické poměry dané recirkulací vzdušin na čelbě a tím je podmíněno přísnějšími bezpečnostními požadavky. Pro uspořádání 1.3 provedeme rekapitulaci vyhodnocení bezpečnostních požadavků s přihlédnutím na splnění mikroklimatických poměrů, tj. dosažení nezkrácené a nelimitované pracovní doby: Možný nebezpečný stav pro toto uspořádání může nastat v případě vyšších koncentracích CH4, CO2 a případně Rn. Proto nejdůležitějším bezpečnostním požadavkem je pečlivý rozbor a předpověď předpokládané exhalace těchto škodnin a to zvlášť CH4. Řešitel doporučuje, že maximální hodnota pro volbu tohoto uspořádání je z pohledu nebezpečí nárůstu CH4, qCH4 = 0,002 m3.s-1, a s tím související max. koncentrace CH4 ≤ 0,5. -

Koeficient recirkulace určený jako maximální hodnota k = QCH/QV0 ≤ 0,6 (objemový průtok z VLT k objemovému průtoku v HLT) je nutno potvrdit volbou zařízení SeV již v projektu a ověřit okamžitě v praxi po proměření v provozu. Uspořádání je vhodné k rychlému nasazení vedlejšího lutnového tahu s CHZ vedle kapacitního HLT v podmínkách nízké exhalace škodlivin (především metanu), a to všude tam, kde nepříznivé klimatické poměry ztěžují hornické práce k rychlému dosažení PVP. Výše uvedené grafické výstupy SEPARAT shrneme do tabulky a porovnáme projektované hodnoty s CHZ a bez CHZ. Výpočet bez chlazení byl proveden programem SEPARAT k datu 28. 11. 2005 a od té doby byl stávající program zdokonalen, a to především v předpovědích vyšších relativních vlhkostí.

Uspořádání 1.5A

Uspořádání 1.5A (1.5) řešitel zařadil mezi bezpečné a účinné použití CHZ v SeV. Dodržením optimální vzdálenosti od ústí lutnového tahu lze dosáhnout 103 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

dobrých mikroklimatických podmínek na čelbě s vysokým stupněm bezpečnosti provozu. Tyto skutečnosti byly verifikací potvrzeny. S použitím výkonnějších výparníků a ventilátorů v bočníku je možné dosáhnout větších chladicích účinků na čelbě. Výpočet SEPARAT 1.1 řeší velmi uspokojivě kombinaci projektování paralelního uspořádaní CHZ v SeV, a to je velmi významné pro řešení mikroklimatických podmínek hlubokých dolů. Prakticky jde o technicky možné, energeticky nenáročné řešení problematiky chlazení a to i s vysokým stupněm bezpečnosti v podmínkách plynujících dolů. Uspořádání s bočníkem je vhodné pro všechny typy s foukacím HLT, s výjimkou dolů zařazených do skupiny s nebezpečím průtrží plynů. Požadované grafické výstupy SEPARAT seřadíme do tabulky a projektované hodnoty VPOP a SEPARAT s CHZ a bez CHZ porovnáme. Rovněž i tento výpočet byl proveden starším výpočtem k datu 28. 11. 2005. Na rozdíl od porovnání parametrů vzduchotechnických veličin Zprávy je ve výpočtu i měření mikroklimatických poměrů téměř shoda. Výpočet vyhovuje a je potvrzena i potřeba nasazení chladicího zařízení i přímo do hlavního lutnového tahu, kdy je účinnost přenosu chladicího výkonu do veškerého objemového průtoku dopravovaného na čelbu. Tento poznatek je důležitý především pro neverifikované uspořádání 1.1, kdy je přímo do hlavního lutnového tahu zařazeno chladicí zařízení v PVP na jeho začátku. Podmínky v PVP téměř všude umožňují elektrifikaci zařízení (zaručené výkony) a výparník chladicího zařízení s větší propustností (např. MMRP – 260) předchladí i kapacitní objemové průtoky ventilátorem QVV v PVP, zaručující dopravu dostatečného chlazeného objemového průtoku QV0 na čelbu důlního díla. Uspořádání 1.6A

Ověřování proběhlo v průběhu 5 – měsíců a jejím průběhu bylo vyraženo pouze 225 m důlního díla. Ve shodě s osnovou provedeme vyhodnocení takto: -

Bezpečnostní požadavky byly podrobně posouzeny v kapitole 4.4 Zprávy. Řešitel předkládá ve Zprávě závěr, že způsob použití CHZ v přímém zařazení do HLT do 200m od ústí lutnového tahu je možný jen v podmínkách nízké předpokládané exhalace CH4. Přínosem je nový náhled na umístění monitorovacího zařízení pro informaci o práci v okolí chladicího zařízení. Řešitel zařadil mezi bezpečnostní požadavky i dobré klimatické poměry na čelbě. Toto souvisí s nařízením dodržovat vzdálenost soustavy výparníku chladicího zařízení od ústí lutnového tahu do 200 m. Řešitel trvá na kontinuálním měření objemového průtoku do 60 m od ústí HLT.

-

Měření a projekt aerodynamických parametrů se rozcházel. Řešitel se domnívá, že výsledky měření jsou nadnesené, což bylo viz výše zdůvodněno.

-

Mikroklimatické a plynové poměry projektu byly beze zbytku splněny. Výpočet SEPARAT vyhověl. 104


Ražení důlního díla bylo příliš krátké a tak plného klimatického zatížení nebylo dosaženo. Potvrzen byl i výsledek prognózy plynových poměrů v oblasti ražení důlního díla č. 610 – 1. Významné je i odůvodnění požadavku chladiče do 200 m od ústí luten. Řešitelé zdůraznili i dobrý a účinný přenos chladicího výkonu tohoto uspořádání do dopravovaných důlních větrů s odkazem na případnou aplikaci v uspořádání 1. 1. Zvlášť pro toto uspořádání je třeba mít na paměti, že účinná výparníková zařízení s jmenovitou světlostí do 700 mm (DV-150, MMRP-130, podporovaná LV VPAK – 630 nebo APXK – 630 mm) jsou nevhodná pro ražby s vyšší předpokládanou exhalací škodlivin, vyššími průřezy důlních děl nad 12,8 m2 a délkou ražby nad 500 m. Ani podmínka umístění LV + CHZ do 200 m od ústí HLT není zárukou dosažení potřebného objemového průtoku Qv0 na čelbu. Uspořádání 1.8

Charakter uspořádání 1.8 určil priority verifikace, neboť tato nebyla směřována ke změně legislativy, ale k tomu, zda je možné programem SEPARAT toto uspořádání 1.8 s chladicím zařízením v profilu dopředu propočítat. -

Bezpečnostní požadavky jsou v kap. 5.4 Zprávy a vyhodnoceny v souladu se stávajícím předpisem daným Vyhláškou ČBÚ č. 165/2002Sb.

-

Řešitel posuzuje aerodynamické požadavky z pohledu provozu separátního větrání s cirkulovanými vzdušinami a hodnotí naměřené hodnoty potřebného objemového průtoku na čelbě jako nadsazené.

-

Plynové poměry podle zadání q1CH4 a q2CO2 do VPOP nebyly měřením potvrzeny, ale vyšší hodnoty mají z hlediska dopravy potřebného objemového průtoku své opodstatnění.

-

Odebrané vzorky škodlivin vykazovaly velice nízké koncentrace na čelbě 11011.

-

Naměřené hodnoty mikroklimatu jsou lepší než projektované. Řešitel uvádí dva možné důvody nesouladu, a tj. v zadání SEPARAT vyšší očekávaná teplota vzdušin v PVP a nižší očekávaná účinnost CHZ umístěného v sacím větrání u boku chodby.

5.5 Shrnutí V kapitole 5, týkající se zkrácené formy Dílčího projektu č. 7 postupovali podle bodů v Příloze č. 1 k projektu č. 24/2003. Podle tohoto schématu to jsou tato témata věnována ověření na pracovištích OKD. Výběr pracovišť a zařazení do časového plánu

Uspořádání byla rozdělena do dvou skupin na neověřovaná a ověřovaná. Mezi neověřovaná jsou zařazena ta typová schémata, o které nebyl na závodech OKD z provozních důvodů zájem Ověřovaná byla zařazena do časového programu a dle možností daných důlními podmínkami v místě nasazení verifikována. Pro verifikaci byla vypracována osnova v souladu s vyhláškou ČBÚ č. 165/2002 Sb, anebo také v rámci zařazení do zkušebního provozu 105 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

Zařazení komplexní dokumentace do procesu verifikace

Potřebný soupis kompletní dokumentace byl dán osnovou a předání dokumentu se v rámci odlišných zvyklostí na závodech podařilo získat. Jednotlivě typy dokumentů byly do verifikace zařazeny: − Z hornicko – geologických a důlně technických podmínek byl vypočten programem VPOP potřebný objemový průtok. − Z mapové dokumentace, příloh o sestavení lutnového tahu s příslušenstvím a konstrukce CHZ v uspořádáních sestaven aerodynamický model výpočtu SEPARAT 1.1. − Z mapové dokumentace v dané lokalitě byl proveden odhad pro výpočet mikroklimatických podmínek. Pro určení vstupů výpočtu je potřebná hloubka d. d., druh horniny, očekávaný podíl vlhkosti povrchu stěn, vlastnosti vzdušin v PVP a na čelbě. − Důležitými dokumenty jsou přílohy o strojním a elektro vybavení pracoviště, neboť příkony důlních strojů včetně dopravy rubaniny a Instalace transformátorů jsou tzv. bodovými zdroji tepla, které projektant do výpočtu klimatu musí zařadit. − Výše uvedený soupis slouží k vypracování projektu a proto další, nezbytně nutná dokumentace je soubor naměřených hodnot in situ. Měření byla provedena ve spolupráci s profesními pracovníky a byly zařazeny do knih Zvláštního větrání, z kterých bylo provedeno srovnání hodnot aerodynamických, mikroklimatických a plynových. Přehled výsledků verifikace

Seřazením hodnot z výstupů výpočtu a měření do přehledných tabulek je dokumentováno jak úspěšného srovnání programů a měření bylo dosaženo. Přehled je proveden podle řadících se uspořádání z úvodní kapitoly Zprávy. Ke každé tabulce je komentář, přičemž shrnutí srovnání je v následující, k tomuto účelu určené kapitole. Hodnocení výsledků verifikace

Hodnocení výsledků je zaměřeno nejen na komentář k výsledkům v tabulkách ale také i na zhodnocení praktických a teoretických zkušeností provozu v jednotlivých uspořádáních. Řešitelé pro některá typová schémata předkládají doporučení jejich používání podle technologie ražení, rychlosti nasazení do provozu a podle očekávaných klimatických a plynových poměrů. Pořadí je pro hodnocení výsledků jednotlivých uspořádání zachováno.

6 Dílčí projekt č. 8 Zadání: Návrh doplnění vyhlášky ČBÚ č. 165/2002 Sb. o separátním větrání při hornické činnosti v plynujících dolech, o podmínky pro separátní větrání důlních děl s chladicím zařízením umístěným v neproraženém díle s typovými schématy uspořádání separátního větrání. -

Doplnění se týká textové části v § 9 vyhlášky ČBÚ č. 165/2002Sb.

-

Zkrácená metodika výpočtu teplotních a vlhkostních změn bude zařazena do části „Příloha č. 1 k vyhlášce 165/2002 Sb“. 106


-

Dále vypracovat typová schémata uspořádání jednotlivých systémů separátního větrání se stanovením míst monitorování bezpečnostních parametrů větrání. Předmětná typová schémata budou zařazena do části „Příloha č. 2 k vyhlášce č. 165/2002 Sb“.

Prvotní návrh na nové znění vyhlášky č. 165/2002 Sb. řešitel uvedl v [1]. Na tento návrh pak navazovaly průběžné zprávy směřující až k řešení dílčího projektu č. 8. Zde je patrný vývoj navržených bezpečnostních požadavků i typových schémat jednotlivých uspořádání separátního větrání s chladícím zařízením. Řešitel operativně reagoval na poznatky získané z ověřovacích provozů a zjištění z řešení celého projektu. Řešitel rovněž zpracoval, na základě požadavků poskytovatele, návrhy bezpečnostních podmínek, z důvodu urychlení novelizace vyhlášky č. 165/2002 Sb. Tento výčet uvádíme v úvodu proto, abychom upozornili, že náhled řešitele na jednotlivá bezpečnostní opatření pro provoz separátního větrání se měnil, na základě poznatků, ke kterým řešitel v průběhu práce na dílčím úkolu dospěl. Na základě zadání dílčího projektu č. 8 bude postup v této Zprávě sestaven následujícím způsobem: − Analýza současného stavu s těmito částmi: o Obecné požadavky pro nasazení CHZ v plynujících dolech o ▪ Požadavky nasazení CHZ v SeV o ▪ Vlastní umístění CHZ pro separátně větraná pracoviště o ▪ Nepovolená umístění chladicích zařízeních − Návrh bezpečnostních požadavků pro umístění chladicího zařízení o ▪ Řešení problematiky v Polsku o ▪ Obecné požadavky na bezpečný provoz při umístění CHZ v SeV o ▪ Specifické bezpečnostní požadavky pro daná uspořádání o ▪ Změny vyhlášky č. 165/2002 Sb., nesouvisející s umístěním CHZ − Zkrácená metodika výpočtu teplotních a vlhkostních změn při SeV − Návrh nového znění vyhlášky č. 165 /2002 Sb. s uvedením o ▪ Textové části o ▪ Přílohy č. 1, včetně zkrácené metodiky výpočtu klimatických změn o ▪ Přílohy č. 2, včetně typových schémat uspořádání


6.1 Analýza současného stavu Prvotní návrh na nové znění vyhlášky č. 165/2002 Sb. řešitel uvedl v [1]. Na tento návrh pak navazovaly průběžné zprávy směřující až k řešení dílčího projektu č. 8. Zde je patrný vývoj navržených bezpečnostních požadavků i typových schémat jednotlivých uspořádání separátního větrání s chladícím zařízením. Řešitel operativně reagoval na poznatky získané z ověřovacích provozů a zjištění z řešení celého projektu. Řešitel rovněž zpracoval, na základě požadavků poskytovatele, návrhy bezpečnostních podmínek, z důvodu urychlení novelizace vyhlášky č. 165/2002 Sb. Tento výčet uvádíme v úvodu proto, abychom upozornili, že náhled řešitele na jednotlivá bezpečnostní opatření pro provoz separátního větrání se měnil, na základě poznatků, ke kterým řešitel v průběhu práce na dílčím úkolu dospěl. Obecné požadavky pro nasazení chladicího zařízení v dole

Používat chladící zařízení v podzemí dolů lze pouze po splnění požadavků, kladených obecně báňskými a dalšími předpisy a normami, na veškerá strojní a elektrická zařízení používaná v podzemí dolů. Speciálně chladícím zařízením a dokumentací k němu se vztahujícím se zabývají tyto báňské předpisy: − ustanovení §§ 287 a 288 vyhlášky č. 22/1989 Sb., o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a při dobývání nevyhrazených nerostů v podzemí, ve znění pozdějších předpisů, která zní: „§287 Chladicí zařízení důlních větrů (1) Organizace je povinna určit technika odpovědného za stav a řízení provozu chladicího zařízení důlních větrů. (2) Dokumentace chladicího zařízení vypracovaná podle § 217 určí také umístění chladicího zařízení s ohledem na vedení důlních děl, větrání dolu a napojení na energetické a vodní zdroje. (3) V chladicím zařízení v podzemí může být použito pouze nejedovaté, nehořlavé a nevýbušné chladivo. (4) Výfukové potrubí pojistného ventilu musí být těsné, chráněné proti zamrznutí a vyvedeno do prostoru tak, aby pracovníci nebyli vyfukovaným chladivem ohroženi. (5) Chladicí zařízení důlních větrů musí být provedeno a udržováno tak, aby nedocházelo k úniku chladiva. V provozním řádu chladicího zařízení musí být určeny lhůty a způsob kontrol pojistného ventilu a chladicího zařízení na případný únik chladiva. (6) Skladovat chladivo v podzemí je zakázáno. (7) U chladicího zařízení musí být lékárnička, dvoje pryžové rukavice a dvoje přiléhavé brýle. Provozní řád určí jejich použití. (8) Chladicí zařízení je povinen prohlédnout určený pracovník nejméně jednou za den a zkontrolovat určený technik nejméně jednou za týden.“

„§ 288 Nestacionární chladicí zařízení důlních větrů (1) Automatický provoz chladicího zařízení je dovolen, pokud zařízení splňuje požadavky § 219 a pokud a) automatika vypne zařízení při překročení nastavených hodnot 1. výtlačného tlaku chladicího kompresoru, 2. sacího tlaku chladicího kompresoru, 3. tlaku oleje pro mazání kompresoru, 4. teploty chlazené vody na výstupu z výparníku u nepřímého způsobu chlazení,


b) chladicí zařízení je vybaveno termostatickým expanzním ventilem, c) signalizace chodu je vyvedena do dispečinku nebo místa se stálou obsluhou. (2) Na chladicím zařízení musí být vyznačen druh použitého chladiva.“

•

ustanovení §§ 36 a 43 vyhlášky č. 71/2002 Sb., o zdolávání havárií v dolech a při těžbě ropy a zemního plynu, která zní: „§ 36 Účelové důlní mapy (1) Havarijní plán obsahuje podle místních podmínek tyto účelové důlní mapy: a) mapu důlního požárního vodovodu a ostatních hasebních prostředků, b) mapu tlakovzdušné sítě, c) mapu rozvodu elektrické energie, d) mapu telekomunikačních zařízení, e) mapu degazační sítě, f) mapu rozmístění zařízení aromatické signalizace, g) mapu chladicích jednotek.“

„§ 43 Mapa chladicích jednotek Na mapě chladicích jednotek se vyznačí rozmístění a typ chladicích jednotek s uvedením množství chladicí kapaliny.“

Požadavky pro nasazení chladicího zařízení v separátním větrání

Bezpečnost práce a provozu při separátní větrání v plynujících dolech stanoví vyhláška č. 165/2002 Sb., o separátním větrání při hornické činnosti v plynujících dolech. Tato vyhláška klade, nad rámec podmínek uvedených výše, na chladicí zařízení použité při separátním větrání následující požadavek: „§ 3

Obecné požadavky (3) V separátním větrání je dovoleno používat jen luten, zásobníků luten, tlumičů hluku, odprašovacích zařízení a chladicích zařízení, u nichž jsou známy hodnoty jejich aerodynamických odporů, a lutnových ventilátorů se známými pracovními charakteristikami.“

Podle tohoto ustanovení tedy nelze v separátním větrání použít chladícího zařízení, u kterého nebyl změřen aerodynamický odpor. Důvodem je možnost ve fázi projekce předpovědět, jakým způsobem bude nasazení chladícího zařízení v separátním větrání ovlivňovat kvalitu větrání a za použití jakých technických opatření, a zda vůbec, bude možné separátní větrání s tímto chladícím zařízením provozovat. Další požadavky jsou uvedené v ustanovení § 16 této vyhlášky a v její Příloze č. 1, a týkají se náležitostí Projektu separátního větrání, provozní dokumentace a popřípadě technologického postupu ražby.


Nepřímo se chladících zařízení dotýká ještě ustanovení § 5 odst. 8 vyhlášky č. 165/2002 Sb., které umožňuje použití ventilátoru s elektrickým pohonem v neproraženém důlním díle pouze jako součást chladícího nebo odprašovacího zařízení. Všechny výše uvedené požadavky tvoří ucelený přehled ustanovení, kterým musí vyhovět chladicí zařízení a dokumentace s ním související, v případě jeho nasazení v Sev. Záměrně nebylo uvedeno ustanovení, které se zabývá vlastním umístěním chladicího zařízení pro uvedený účel, to je uvedeno a analyzováno v dalších částech této zprávy. Vlastní umístění chladicího zařízení v separátním větrání

Chladicí zařízení v neproraženém důlním díle plynujícího dolu lze nasadit, buď jako CHZ, které je součástí SeV, anebo jako CHZ, které není součásti SeV. Je-li umístěno jako CHZ, které je součástí SeV, tak v tom případě jej lze umístit pouze v souladu s ustanovením § 9 vyhlášky č. 165/2002 Sb viz níže. „§ 9 Umístění chladicího zařízení Chladicí zařízení jako součást zařízení separátního větrání neproraženého důlního díla smí být umístěno pouze a) v důlním díle s průchodním větrním proudem na začátku hlavního foukacího lutnového tahu, b) v neproraženém důlním díle ve vedlejším foukacím lutnovém tahu při kombinovaném způsobu separátního větrání.“

Tato úprava umožňuje nasazení CHZ jako součásti SeV v následujících uspořádáních zařízení SeV viz Obrázek č. 1 a 2: Schéma umístění chladicího zařízení v souladu s ust. § 9 písm. a) vyhl. 165/2002Sb.


Schéma umístění chladicího zařízení v souladu s ust. § 9 písm. b) vyhl. 165/2002Sb.

Je-li umístěno jako CHZ, které není součástí SeV, tak pak platí soulad s ustanovením § 2, písm. u) vyhlášky č. 165/2002 Sb, které zní: „§ 2 Základní pojmy Pro účely této vyhlášky se považuje za u) zařízení separátního větrání – soubor zařízení používaný při separátním větrání, jako jsou ventilátory, zařízení pro vedení, rozvod a regulaci větrů, tlumiče hluku, zásobníky luten, jakož i odprašovací zařízení, popřípadě i chladicí zařízení.“

Tato definice sama o sobě není příliš jednoznačná a konkrétnější podoby nabývá ve spojitosti s ustanovením § 3 odstavec 5 této vyhlášky, které zní:

„§ 3 Obecné požadavky (5) Separátní větrání důlních děl, kde se razí nebo dobývá, může být provozováno jen v uspořádání podle přílohy č. 2.“

Ze znění těchto dvou ustanovení lze pak dovodit, aby CHZ nebylo součástí zařízení SeV, dle názoru řešitele musí splňovat tyto podmínky (upozorňujeme, že se jedná pouze o názor řešitele, a nemá vliv na konečné znění opatření navržených do novely vyhlášky č. 165/2002 Sb.): •

ventilátor chladicího zařízení se nesmí plánovaně podílet na přivedeném objemovém průtoku důlních větrů na pracoviště raženého d.d. tzn. že objemový průtok větrů přivedený bez nasazení tohoto CHZ a ventilátoru nebude významně jiný, než s jeho nasazením,

•

LV+CHZ se nesmí plánovaně a záměrně podílet na zvyšování místní rychlosti proudění důlních větrů (nesmí záměrně plnit funkci volného ventilátoru),


•

nesmí tvořit součást zařízení schématicky uvedených v příloze č. 2 vyhlášky č. 165/2002 Sb.

Nasadit CHZ pro chlazení pracovišť v ražených důlních dílech plynujících dolů jinak, než je povoleno v ustanovení § 9 vyhlášky č. 165/2002 Sb., je tedy možné, pokud takový způsob vyhoví výše uvedeným podmínkám. Z uvedeného tedy plyne, že v souladu se současnou legislativou lze umístit CHZ tak, aby samotné CHZ nebylo součástí zařízení separátního větrání. Jedná se o umístění CHZ před lutnovým tahem v PVP a volně v profilu raženého důlního díla. Řešitel je v typových schématech označil jako SeV 1.2 a SeV 1.8 a na obrázcích č. 3 a 4 je předkládá:

Schéma umístění chladicího zařízení před lutnovým tahem

Schéma umístění chladicího zařízení volně v raženém díle


Posledním uspořádáním, které lze zahrnout do této skupiny, je separátní větrání foukací doplněné o další foukací lutnový tah na čelbě raženého důlního díla, ve kterém je umístěn LV+CHZ. Uspořádání vyhovuje stávající legislativě, ale vyžaduje zvláštní pozornost při provozu. Jsou stanovena nezbytná opatření, která musí eliminovat především vliv recirkulace větrů v prostoru čelby až do délky, kde nasává druhý foukací lutnový tah použité větry a dopravuje je do čelby. Řešitel jej proto zařadil mezi, v současné době legislativou povolená, umístění CHZ. V této Zprávě a ve všech předcházejících dílčích zprávách a doplňcích je tomuto uspořádání věnována pozornost a to jak v teorii, tak i při verifikaci v praxi.uspořádání 1.3. Schéma příkladu takového umístění chladícího zařízení je na obrázku č. 5. Schéma umístění chladicího zařízení ve druhém foukacím lutnovém tahu

Nepovolená umístění chladicího zařízení v separátním větrání

V současné době báňskými předpisy je, z uspořádání prověřovaných tímto projektem, zakázáno umístění CHZ v paralelní větvi hlavního tahu foukacího (v bočníku) při SeV kombinovaném s hlavním lutnovým tahem foukacím. V [1] o řešení dílčího projektu č. 1 je označeno jako uspořádání 1.5. resp. 1.5A. Dále přímé umístění CHY v separátně větraném důlním díle v hlavním foukacím lutnovém tahu při separátním větráním foukacím a kombinovaném s hlavním lutnovým tahem foukacím (označena jako uspořádání 1.6. resp. 1.6A). Principiálně se jedná pouze o dva způsoby umístění LV+CHZ v hlavním lutnovým tahu a proto jsou dále rozebírány jako uspořádání dvě a nikoliv čtyři.

6.2 Návrh bezpečnostních požadavků pro umístění chladicího zařízení Jak již bylo uvedeno výše, jeví se, na základě ověřovacích provozů realizovaných v průběhu řešení Projektu č. 24/2003, umístění LV+CHZ přímo v hlavním foukacím lutnovém tahu jsou uspořádání vhodná pro praktické použití v plynujících dolech. Důvodem, proč nebyla tato umístění po nabytí platnosti vyhlášky č. 165/2002 Sb. 113 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

povolena, byly nedostatečně ověřené bezpečnostní podmínky provozu SeV s takto umístěnými chladiči. Bezpečnostní podmínky pro dosud nepovolená umístění CHZ a doplnění bezpečnostních podmínek pro některá ostatní již povolená umístění chladících zařízení, vyplynula z ověřovacích provozů a dále z řešení dílčích projektů 1 až 7 projektu č. 24/2003. Řešitel chce v této kapitole Zprávy zkrácenou formou uvést verzi, ke které během úkolu dospěl. V průběhu řešení jsme pro [8] formulovali názory, které nejsou ve shodě a souladu se závěry v [1],[2] a [5]. Chceme uvést některé návody z německého hornictví [12] a především legislativy polské [11, neboť zdejší podmínky se našim v OKD nejvíce blíží. Řešení problematiky v Polsku

Obecně je bezpečnost práce a provozu v polských dolech řešena nařízením ministra hospodářství Polské republiky č. 1169, ve věcech bezpečnosti a hygieny práce, vedení provozu a speciálního protipožárního zabezpečení v dolech. („ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 28 czerwca 2002 r., w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych“)

Konkrétně větráním se zabývá 3 díl tohoto předpisu, který v ustanovení § 237 odkazuje na přílohu č. 4, která se zabývá Sev (viz [8) příloha č 3). Umístění CHZ přímo v hlavním lutnovém tahu foukacím není v Polsku dovoleno, a tak je celé ustanovení postaveno na formulaci podmínek pro povolení použití ventilátoru v hlavním foukacím lutnovém tahu. Samostatně se umístěním CHZ polský předpis nezabývá. Znění bodu 1.3 přílohy č. 4, daného předpisu, (viz Příloha č. 3 z [8]): „V hlavním foukacím lutnovém tahu je možné instalovat přídatný ventilátor pouze pro překonání dodatkových odporů způsobených instalováním chladiče a pod podmínkou že: 1) z foukacího lutnového tahu bude vyveden bočník, ve kterém bude instalován chladič větrů, 2) v lutnovém tahu před přidaným ventilátorem bude instalován manometr, 3) v celé délce lutnového tahu bude přetlak, 4) výpadky v chodu obou ventilátorů nebo snížení rychlosti větrů pod hodnotu stanovenou vedoucím větrání budou signalizovány v dispečinku, 5) délka úseku lutnového tahu mezi přídatným ventilátorem a ústím lutnového tahu nesmí překročit 200 m, 6) v polích s nebezpečí exhalace metanu musí být přídatný ventilátor s elektrickým pohonem automaticky vypnut čidlem sledování koncentrace metanu při překročení povolené meze, 7) v polích bez nebezpečí exhalace metanu, nebo v I. kategorii ohrožení nemusí být instalován bočník.

Tyto požadavky řešitel konfrontoval z výsledky ověřovacích provozů uspořádání SeV 1.5A a 1.6A a následně některé uplatnil i v návrhu legislativním změn vyhlášky č. 165/2002 sb., jak je uvedeno v kapitolách podrobněji se zabývajícími těmito uspořádáními. Řešitel dále považuje za vhodné uvést na tomto místě, že přes podobnost podmínek, nelze převzít veškerá bezpečnostní opatření stanovená polským předpisem a aplikovat je na naše podmínky. Důvodem je především to, že není shodný komplex opatření, týkající se větrání dolů a SeV zvlášť. Nicméně výsledky s ověřovacím provozem v 1.5A jsou velice perspektivní a nabízejí téměř univerzální použití LV+CHZ v SeV. 114 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

6.2.2 Obecné požadavky na bezpečný provoz při umístění chladicích zařízeních v separátním větrání

Jak již bylo uvedeno výše, umístění CHZ při SeV se řídí především ustanovením § 9 vyhlášky č. 165/2002 Sb., ale toto není dostatečné. Předkládat řadu změn zase porušuje zásadu, že předpis by měl být především jednoznačně formulovaný a pro aplikaci srozumitelný. Tato podmínka vede řešitele po různých diskuzích s odborníky i k zavedení změn, které přímo s nasazením CHZ nesouvisí. -

Formální návrhy na změnu vyhlášky zavedením nových definic do znění § 2, vyhlášky č. 165/2002 Sb.

▪chladící zařízení – zařízení určené ke snížení teploty důlních větrů, ▪chladič důlních větrů – součást systému chladícího zařízení zajišťující odnímání tepla důlním větrům, ▪bočník – větev lutnového tahu, paralelně zapojená k hlavnímu lutnovému tahu, ve které je umístěn chladič důlních větrů

-

Návrhy na změnu vyhlášky týkající se obecně umístění chladicího zařízení v separátně větraném raženém díle.

▪ Opatření k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu §17 Opatření k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečností provozu 1) Pro odstranění následků zaplynování, pro přerušení separátního větrání (§ 3 odst. 1), pro případ poruchy separátního větrání a pro případ poruchy nebo požáru chladicího zařízení pokud je umístěno v separátně větraném díle, nebo je jeho chladič součástí separátního větrání, určí projekt separátního větrání opatření k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu obsahující zejména a) vymezení oblasti ohrožené nedovoleným složením důlního ovzduší (dále jen "ohrožená oblast"), b) povinnost neprodleného vypnutí elektrických zařízení a strojů v ohrožené oblasti, c) dobu, po jejímž uplynutí je nutno odvolat pracovníky z neproraženého důlního díla a z ohrožené oblasti, d) opatření k zamezení vstupu nepovolaných osob do ohrožené oblasti, e) určení způsobu, míst a intervalů kontrol složení důlního ovzduší, f) určení postupu při obnově separátního větrání a při následných prohlídkách důlních děl, g) určení postupu při opětovném zapínání elektrických zařízení, h) určení postupu při úniku chladiva z chladicího zařízení. (2) Závodní dolu zajistí, aby opatření podle odstavce 1 včetně mapové dokumentace 115 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

s vyznačením důlní a větrní situace příslušné oblasti až k celkovému výdušnému proudu, všech elektrických rozvodů, umístění chladicích zařízení, míst určených k odpojení elektrické energie a míst určených k znepřístupnění bylo součástí havarijního plánu dolu. ▪ Sledování chodu chladicích zařízení a ventilátorů Provoz souprav LV+CHZ musí být sledován, aby nedošlo k zhoršení pracovních podmínek o ovlivnění bezpečnosti práce. Navrhujeme novelizaci ustanovení § 9, a odstavce v § 14 doplněním takto: §9 Umístění chladiče důlních větrů Chod chladícího zařízení se dálkově kontroluje a jeho přerušení se signalizují na centrálním řídícím stanovišti. Projekt separátního větrání obsahuje též opatření a postup pro případ přerušení chodu chladícího zařízení a ventilátoru umístěného u něj. § 14 Kontrola chodu ventilátorů Organizace zajistí, aby chod ventilátorů umístěných při separátním větrání u chladiče důlních větrů, který je umístěn volně v profilu díla byl dálkově kontrolován a jejich chod signalizován na centrálním řídícím stanovišti. Kontrola chodu ventilátoru a chladícího zařízení, u jehož chladiče důlních větrů je ventilátor umístěn může být provedena jako součtová. ▪Umístění chladiče ve vztahu k odbočení z lutnového tahu §4 Lutnový tah (5) Odbočení z lutnového tahu je možné pouze mezi ústím lutnového tahu a nejbližším ventilátorem, popř. chladičem důlních větrů, v lutnovém tahu. Schématicky je návrh ustanovení znázorněn na obrázku č. 6.


Zákaz umístění chladiče za odbočení lutnového tahu

Umístění chladiče ve vztahu k umístění a typu pohonu ventilátorů Z rozboru v [8] je zřejmé, že pro uspořádání v bočníku není povinný vzduchoelektrický LV+CHZ, na rozdíl od přímého zařazení kde je povinnost soupravu LV+CHZ používat. Z důvodu zpomalení proudu mezi LV a CHZ řešitel doporučuje vsadit 3 m přímého úseku stejné jmenovité světlosti jako výstup a vstup LV a CHZ. Na obrázku č. 7 předkládáme zákaz umístění LV za soupravu LV+CHZ.


Zákaz umístění ventilátoru za chladič důlních větrů

Uvádíme nový návrh ustanovení odst. 8 a nový odst. 12, § 5 vyhlášky č. 165/2002 Sb.


§5 Ventilátory (8) Elektrický ventilátor separátního větrání může být umístěn jen v důlním díle s průchodním větrním proudem. V neproraženém důlním díle může být elektrický ventilátor pouze jako součást chladiče důlních větrů nebo odprašovacího zařízení umístěných mimo lutnový tah, ve vedlejším lutnovém tahu při kombinovaném separátním větrání s hlavním foukacím lutnovým tahem a vedlejším foukacím lutnovým tahem, nebo v bočníku hlavního lutnového tahu, a to ve vzdálenosti nejméně 20 m od čelby. (12) Ventilátor nesmí být v hlavním lutnovém tahu, mimo bočník, umístěn ve vzdálenosti menší než 3 m od jiného ventilátoru, chladiče důlních větrů nebo odprašovacího zařízení, které jsou s tímto ventilátorem řazeny sériově.

▪ Kontrola koncentrace metanu u chladicího zařízení § 12 Kontinuální kontrola koncentrace metanu (5) Při umístění chladícího zařízení nebo elektrického ventilátoru v raženém důlním díle, ve vzdálenosti větší než 50 m od čelby, se kontinuální kontrola koncentrace metanu dále provádí v místě tohoto zařízení. Čidlo se umístí ve vzdálenosti 5 až 10 metrů od tohoto zařízení proti směru proudění důlních větrů, ve výšce 0,1 m pod nejvyšším místem výztuže důlního díla. Návrh specifických bezpečnostních požadavků pro navržená uspořádání separátního větrání

Nebudeme se u specifikace zabývat uspořádáním SeV 1.2, 1.7 a 1.8, kterých postačí dodržet výše uvedené obecně stanovené požadavky a požadavky ne SeV, které jsou stanoveny již současným zněním vyhlášky č. 165/2002 Sb. - Uspořádání SeV 1.1 Toto uspořádání je variantou uspořádání 1.6 a je v souladu se současným stavem legislativy. Přesto by dle názoru řešitele bylo vhodné předejít nebezpečí v případě nedosažení QV0. Výsledek je na následující obrázku č. 8. Důvody jsou velice podrobně v [8]. Požadavek na umístění čidla kontinuálního sledování rychlosti větrů


Řešitel dále v průběhu práce na dílčím úkolu č. 8 dospěl k závěru, že v případě podkročení havarijní meze rychlosti větrů, určené pro čidlo umístěné u ústí lutnového tahu, nemusí být automaticky vypnuto technologické zařízení na pracovišti čelby důlního díla. - Uspořádání SeV 1.3 Tento nový typ Sev je novým uspořádáním, převzatým z [12], kdy k hlavnímu foukacímu lutnovému tahu přidáme od čelby volně ležící vedlejší lutnový tah se soupravou LV+CHZ. Nastávající proces větrání při současném chodu obou tahů byl popsán a zdůvodňován ve všech zprávách z předcházejících dílčích projektů. Z uvedeného a vyhodnocení verifikace vyplynuly základní bezpečnostní požadavky, vedoucí k omezení rizik. Uvádíme ve zkráceném vyjádření: ▪ Omezení koncentrace škodlivin, především CH4 do 0,5 %. Tato koncentrace v kontextu s báňskými předpisy je postačují k hledisku tvorby metanových vrstev. ▪ Omezení recirkulace v úseku čelby, vymezené délkou vedlejšího foukacího tahu od čelby stanovením koeficientu recirkulace, tj podílu objemových průtoků vedlejšího ku hlavnímu. Stanovená hodnota je do 0,6. ▪ Omezení nárůstu koncentrace škodlivin v prostoru recirkulace stanovením délky vedlejšího lutnového tahu do 200 m. ▪ Omezení nárůstu koncentrace a úpravy ovzduší po trhací práci umožnit krátkodobým zastavením vedlejšího lutnového tahu s LV+CHZ, i za cenu nárůstu teploty na čelbě Výsledkem je novelizace § 8 z vyhlášky č. 165/2002 Sb přidáním nového odstavce ve znění. §8 Separátní větrání kombinované (4) Separátní větrání kombinované foukací s hlavním lutnovým tahem foukacím a vedlejším lutnovým tahem foukacím může být použito jen v uspořádání stanoveném v příloze č. 2 (obrázek G) a za podmínek, že a) ve vedlejším lutnovém tahu je umístěn chladič důlních větrů, b) objemový průtok vedlejším lutnovým tahem je alespoň o 40% menší než objemový průtok větrů v hlavním lutnovém tahu, c) po celou dobu ražby koncentrace metanu v důlním ovzduší raženého důlního díla nepřekročí 0,5 %. Na dobu, v případech a za podmínek, určených projektem separátního větrání může být provoz vedlejšího lutnového tahu zastaven. Dále v příloze č. 1 doplnit bod 1.31, kterým se zavede zkratka pro objemový průtok důlních větrů ve vedlejším foukacím lutnovém tahu QVFp [m3.s-1] a bod 3.10, kterým se stanoví způsob výpočtu potřebných objemových průtoků větrů pro oba lutnové tahy: 3.10. Objemový průtok QV0 při kombinovaném separátním větrání foukacím podle obrázku G přílohy č. 2 se stanovuje pro hlavní lutnový tah z hlediska snížení koncentrace CH4, CO2, snížení koncentrace zplodin po trhací práci, dodržení


nejnižší povolené rychlosti v profilu důlního díla, snížení koncentrace výfukových zplodin vznětových motorů, snížení koncentrace exhalujícího Rn podle vztahů 3.1, 3.2, 3.3.1, 3.4, 3.5, 3.6. 3.10.1 Objemový průtok vedlejším lutnovým tahem

QVFp ≤ 0,6 ⋅ QVF Dále v příloze č. 2 doplnit obrázek G, kterým se popíše geometrie uspořádání. (je uveden v kapitole 7 v návrhu novely vyhlášky).

- Uspořádání SeV 1.5, 1.5A Nasazením LV+CHZ v bočníku hlavního lutnového tahu vystupuje jako dominantní riziko nebezpečí nesouhlasného směru proudění větrů oběmi větvemi bočníku. První navrhovanou podmínkou nasazení chladiče důlních větrů v bočníku je, že bočník musí být v lutnovém tahu umístěn tak, aby směr proudění větrů v obou větvích hlavního lutnového tahu byl souhlasný. Tuto podmínku bude nutné stanovit v průběhu projektování, stejně jako je druhou podmínkou dodržení QV0 na čelbu d. d., a to rychlostním čidlem V (Qv) do 60 m před ústím hlavního lutnového tahu. Kontinuální kontrolu navrhujeme ve dvou variantách, shodných s uvedenými podmínkami. Předkládáme ji na následujícím obrázku č. 9. Řešitel předepisuje i konstrukci bočníku jako celku. Je to aerodynamický prvek hlavního větrání a je žádoucí, aby jeho aerodynamický odpor byl v určitých mezích, určených limitů, platících ve vzduchotechnickém projektování. Jeho návrh předkládáme na dalším obrázku č. 9.


Varianty kontroly rychlosti větrů při nasazení chladiče v bočníku


Návrh povinné konstrukce bočníku

Verifikace na 239 596 (Darkov) dále řešiteli podnět k stanovení podmínky, týkající se umístění soupravy bočníku od ústí lutnového tahu. Provoz příliš vzdáleného bočníku od ústí byl výrazně méně účinný. Doporučení je vyjádřeno na dalším obrázku č. 11, tj. stanovení maximální vzdálenosti soupravy od ústí lutnového tahu do 250 m.


Maximální vzdálenost chladiče v bočníku od ústí lutnového tahu.

Legislativně navrhujeme výše uvedená opatření realizovat novelizací ustanovení § 9 vyhlášky č. 165/2002 Sb., pokud se týká možnosti vlastního umístění chladiče a novým ustanovením §12a (uveden v kapitole 4.3.4), pokud se týká kontroly rychlosti větrů. §9 Umístění chladiče důlních větrů Chladič důlních větrů jako součást zařízení separátního větrání neproraženého důlního díla lze umístit v neproraženém důlním díle v bočníku hlavního foukacího lutnového tahu způsobem stanoveným v příloze č. 2 (obrázek H), ve vzdálenosti do 250 m od ústí lutnového tahu; místo instalace bočníku stanoví projekt separátního větrání tak, aby směr proudění důlních větrů oběmi paralelními větvemi hlavního lutnového tahu byl souhlasný V příloze č. 2 pak navrhujeme učinit závaznou konstrukci bočníku uvedením obrázku H. - Uspořádání SeV 1.6, 1.6A Řešitel odzkoušel v ověřovacím provozu i uspořádání s umístěním LV+CHZ přímo do hlavního lutnového tahu při separátním větrání foukacím, popř. kombinovaném s hlavním foukacím lutnovým tahem. Limitující podmínkou dosažení


QV0 je vzduchový výkon LV a tomu výkonu odpovídající průchodnost chladiče (výparníku). Jinak je přenos chladu na pracoviště velice účinný. Od této limitující podmínky se odvíjí opatření k stanovení bezpečného provozu. Nemá–li projektant k dispozici dostatečný vzduchový výkon soupravou LV+CHZ musí limitovat i použití tohoto uspořádání bezpečnostními podmínkami, které jsou: ▪ Exhalace CH4 tak nízká, aby rychlost v d. d. a koncentrace CH4 byly v požadovaných mezích, tj. min 0,3 m/s a CH4 do 0,5 %. ▪ Přechod provozu povinně instalovaného vzduchoelektrického LV je nutné považovat za poruchu SeV a okamžitě ji řešit na úkor technologických prací. ▪ V typovém schématu uspořádání 1.6, 1.6A je předepsána povinnost vyjádřena v § 9 „Umístění chladiče důlních větrů“ a § 12a „Kontinuální kontrola rychlostí větrů“, která výše uvedené limitující podmínky bezpečného provozu výkonného nasazení LV+CHZ kontroluje. K výše uvedenému předložíme schéma na obrázku č. 12 a legislativní návrh novelizace § 9 a nové ustanovení § 12a ve vyhlášce č. 165/2002 Sb. (vzdálenost od ústí luten, koncentrace CH4 a měření rychlosti (Qv). Maximální vzdálenost chladiče od ústí lutnového tahu při přímém zařazení

§9 Umístění chladiče důlních větrů Chladič důlních větrů jako součást zařízení separátního větrání neproraženého důlního díla lze umístit v neproraženém důlním díle v hlavním foukacím lutnovém tahu, ve vzdálenosti do 200 m od ústí lutnového tahu, pokud koncentrace metanu v průběhu ražby nepřekročí 0,5 %.


§12a Kontinuální kontrola rychlosti větrů (1) Kontinuální kontrolu rychlosti důlních větrů ústím hlavního lutnového tahu je nutné provádět pokud je chladič důlních větrů umístěn v hlavním lutnovém tahu přímo nebo v bočníku. Čidlo se umístí nejvýše 60 m od ústí lutnového tahu. (2) Hodnota havarijní meze čidla podle odst. 1 se stanovuje v projektu separátního větrání, ve vztahu k objemovému průtoku důlních větrů potřebného pro větrání důlního díla ústím hlavního lutnového tahu. Organizace zajistí, aby pokles rychlosti důlních větrů pod havarijní mez byl signalizován na centrálním řídícím stanovišti. Projekt separátního větrání obsahuje též opatření a postup pro případ poklesu rychlosti důlních větrů měřenou čidlem podle odstavce 1 pod havarijní mez. (3) V případě umístění chladiče důlních větrů v bočníku lze kontrolu rychlosti větrů ústím hlavního lutnového tahu podle odst. 1 nahradit kontinuální kontrolou směru proudění důlních větrů v hlavním lutnovém tahu v části paralelní k bočníku, čidlem kontinuálního sledování rychlosti větrů umístěným podle přílohy č. 2 (obrázek H). Změna směru proudění se signalizuje na centrálním řídícím stanovišti. Projekt separátního větrání obsahuje též opatření a postup pro případ změny směru proudění důlních větrů v hlavním lutnovém tahu. 6.2.4 Návrh změn vyhlášky č. 165/2002 Sb., nesouvisející s umístěním chladiče důlních větrů

V průběhu řešení dílčího úkolu č. 8 projektu měli řešitelé možnost konzultovat a konfrontovat navržená bezpečnostní opatření pro nová uspořádání Sev s profesními pracovníky větrání plynujících dolů. V průběhu těchto diskuzí vyvstaly rovněž problémy s aplikací současného znění vyhlášky č. 165/2002 Sb. Jedním ze zásadních je umístění čidla kontinuálního sledování koncentrace CH4 při hlavním foukacím větrání ať jednoduchém nebo kombinovaném. V současné legislativě je v ustanovení § 12 odst. 1 předepsáno umístit toto čidlo do 3 metrů od čelby d.d. Ze zkušeností z provozu takovýchto uspořádání však plyne, že takto umístěné čidlo nedává skutečný obraz o průběhu koncentrace CH4 na pracovišti čelby, neboť je značně ovlivněno kuželem volného proudu vystupujících čerstvých větrů a je tak rušena funkce čidla měřit vypovídající hodnotu tohoto důležitého měření na čelbě d.d. Tato problematika nesouvisí dle názoru řešitele přímo se zadáním dílčího úkolu č. 8, ani celého projektu, ale řešitel přijal tuto podmínku jako oprávněnou a do projektu ji zařadil novým zněním. Prameny pro návrh změny jsou z polského předpisu v „§ 268 odst. 2 bod 1. • „§ 268 odst. 2 bod 1) Čidla kontinuálního sledování metanu se umisťují v případě větrání čelby foukacím větráním pod stropem díla ve vzdálenosti ne větší než 10 m od čelby důlního díla v místě potvrzených nejvyšších koncentrací metanu.“ Dle našeho názoru je v polském předpise uvedené umístění lépe vypovídající o metanových poměrech na pracovišti ražby větrané separátním větráním foukacím. Dáváme proto ke zvážení následující úpravu ustanovení § 12 vyhl. č. 165/2002 Sb.: § 12 Kontinuální kontrola koncentrace metanu (1) Kontinuální kontrola koncentrace metanu čidlem se provádí v separátně větraném důlním díle s elektrickým zařízením, kde se razí nebo dobývá. Čidlo se 126 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

umístí ve výšce 0,1 m pod nejvyšším místem výztuže, v místě nejvyšších zjišťovaných koncentrací metanu, ve vzdálenosti: a) do 3,0 m od čelby, při separátním větrání sacím, a při kombinovaném separátním větrání s vedlejším lutnovým tahem sacím, přičemž je nelze umístit ve vzdálenosti menší než 0,5 m před ústí sacího lutnového tahu, b) do 10 m od čelby, při separátním větrání foukacím a při kombinovaném separátním větrání s vedlejším lutnovým tahem foukacím, mimo přímé ovlivnění volným větrním proudem vystupujícím z ústí lutnového tahu.

6.3 Návrh zkrácené metodiky výpočtu teplotních a vlhkostních změn Úkolem řešení dílčích projektů č. 4 až 6 byly navrženy metody matematického modelování, z jejichž užití lze predikovat teplotní a vlhkostní podmínky na pracovišti ražby SeV díla. Řešitel se snažil tyto metody upravit a zkrátit do formy použitelné pro novelizaci přílohy č. 1 vyhlášky č. 165/2002 Sb. S ohledem na metodu použitou pro predikci mikroklimatických podmínek, kdy výpočet předpokládaných vlhkostních a teplotních poměrů v prostoru pracoviště je prováděn metodou postupných výpočtů metrových úseků důlního díla, resp. lutnového tahu, a jejich postupných přibližování, až se dospěje ke konečnému výsledku na vlastním pracovišti ražby. Řešitel provedl zkrácení metodiky c kapitole 4 této zprávy a ani toto nelze aplikovat jako zkrácenou metodiku výpočtu teplotních a vlhkostních změn vypsáním obecných vzorců pro výpočet teploty a relativní vlhkosti. Výčet provedl řešitel v [8] a jednoduše řečeno je příliš složitý. S ohledem na výše uvedené a publikované v [8] navrhujeme doplnit písmeno l) do bodu 2 Přílohy č. 1 vyhlášky č. 165/2002 Sb., kde se stanoví povinnost předikovat teplotně – vlhkostní podmínky ve znění: 2. Návrh separátního větrání Obsahem projektu separátního větrání je: l) výpočet předpokládaných teplotních a vlhkostních změn důlních větrů v separátně větraném díle, metodikou odsouhlasenou ČBÚ, pro posouzení předpokládaných mikroklimatických podmínek v tomto díle, podle zvláštního předpisu. Dále navrhujeme změnit znění bodu 3.7 Přílohy č. 1, vyhlášky, kde se obecně stanoví způsob výpočtu potřebného objemového průtoku větrů pro zajištění vhodných mikroklimatických podmínek takto: 3.7 Objemový průtok větrů QV7 podle požadavků na mikroklima v důlním díle: Při stanovení objemového průtoku větrů k zajištění mikroklimatických podmínek se vychází z požadavků stanovených zvláštním právním předpisem. Pro nejvyšší z objemových průtoků větrů z Qv1 až Qv6 se výpočtem ověří předpokládané mikroklimatické podmínky na čelbě důlního díla, přičemž výpočet zohledňuje 127 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

geotermické a tepelně-vlhkostní poměry a tepelné zdroje raženého důlního díla. Pokud mikroklimatické podmínky při tomto objemovém průtoku vyhoví požadavkům zvláštních předpisů považuje se tento objemový průtok za Qv7. V opačném případě se mikroklimatické podmínky ověří pro vyšší objemový průtok nebo se započtením vlivu přidaného chladicího zařízení. Qv7 je pak ten objemový průtok, při kterém budou splněny podmínky zvláštního předpisu.

6.4 Návrh nového znění vyhlášky č. 165/2002 Sb. Ze zadání je pro tuto část závěrečné zprávy předepsána textová část vyhlášky, kde se řešitel rozhodl, že po částech zařadí i srovnání stávajícího a navrhovaného znění vyhlášky 165/2002 Sb. Předložit Přílohu č. 1, která obsahuje metodiku výpočtu potřebného objemového průtoku, z které je programován výpočet VPOP (příloha neobsahuje úpravu pro uspořádání 1.3 – hlavní foukací s vedlejším foukacím a LV+CHZ). Výpočet VPOP je nedílnou součástí spojených programů VPOP a SEPARAT 1.1. Dále předložit Přílohu č. 2 s typovými schématy uspořádání, zařazenými do vyhlášky č. 165/2002 Sb. Všechna ostatní pracovní schémata včetně zařazených jsou v kapitole č. 1 této Zprávy. Tato část závěrečné zprávy se nezveřejňuje!


6.5 Shrnutí Zadáním dílčího projektu č. 8 programového úkolu č. 24/2003 odboru vědy a výzkumu Českého báňského úřadu byl návrh doplnění vyhlášky ČBÚ č. 165/2002 Sb., o separátním větrání při hornické činnosti v plynujících dolech, o podmínky pro separátní větrání důlních děl s chladicím zařízením umístěným v neproraženém díle s typovými schématy uspořádání separátního větrání. Aby mohlo být tomuto zadání vyhověno, uvedl řešitel krátký výčet podmínek použití chladicího zařízení v dolech obecně a následně i v separátním větrání a vyjádřil názor na možnosti jejich nasazení v separátním větrání za současného stavu legislativy a to provedenou rešerší polského předpisu z důvodu srovnání se stavem v zemi, kde jsou podmínky uhelného hornictví nejvíce podobné našim. Návrh podmínek provozu byl splněn v konečném znění v kapitole 6.2, kde byl proveden návrh, jak požadavky vážící se obecně k jakémukoliv uspořádání separátního větrání s chladicím zařízením, tak požadavky specifické pro to které navržené typově schéma. Aby případná realizace novely vyhlášky byla úplná, navrhl řešitel v závěru kapitoly ještě změnu ustanovení týkající se umístění čidel kontinuálního sledování metanu. Dalším bodem náplně dílčího projektu č. 8 bylo stanovit zjednodušenou metodiku výpočtu změn mikroklimatických parametrů a zařadit ji do návrhu Přílohy č. 1 vyhlášky č. 165/2002 Sb. S ohledem na skutečnost, že metodika výpočtu byla stanovena v dílčích projektech 4 až 6 způsobem, který předpokládá její využití zejména pro výpočty za pomocí osobního počítače, je tato metodika pro uvedení v příloze vyhlášky, zcela nevhodná a to vzhledem k jejímu rozsahu a způsobu výpočtu požadovaných parametrů postupným přibližováním. Rovněž není tato metodika příliš vhodná pro ruční výpočet. Proto se řešitel rozhodl tuto část realizovat návrhem změny ustanovení bodu 3.7 Přílohy č. 1 vyhlášky č. 165/2002 Sb. uvedenou v kapitole 6.3.


Typová schémata byla navržena již při řešení dílčího projektu č. 1. V této zprávě jsou přepracována (kapitola 6) pro všechna navržená uspořádání do podoby, která je v souladu s posledním zněním navržených bezpečnostních požadavků a požadavků na monitorování parametrů větrání. To se netýká SeV 1.4, které bylo vyřazeno na základě požadavku poskytovatele. Do přílohy č. 2 návrhu vyhlášky č. 165/2002 Sb., se řešitel rozhodl uvést pouze detail uspořádání 1.5 (bočník) a celé uspořádání 1.6. Vlastní realizace navržených podmínek v legislativě je předmětem kapitoly 6.4, kde je uvedeno kompletní znění vyhlášky č. 165/2002 Sb. po zapracování navržených úprav a srovnání stávající a inovované legislativy. Navržené podmínky bezpečného provozu pro jednotlivá uspořádání vychází z ověřovacích provozů a byly často diskutovány s odborným garantem, poskytovatelem a odbornými pracovníky větrání plynujících dolů, o čemž svědčí i průběžné zprávy o řešení tohoto dílčího projektu a zápisy s kontrolních a konzultačních dnů projektu. Řešitel je proto přesvědčen, že v této zprávě navržená opatření budou v praxi použita a přispějí k bezpečnému provozu separátního větrání v plynujících dolech a přinesou zlepšení pracovních podmínek při ražení důlních děl.

7 Závěr Programový úkol ČBÚ č. 24/2003 s názvem „Řešení způsobů separátního větrání s použitím chladicích zařízení s eliminací nebezpečí od vystupujícího metanu“ byl řešen dle upravených harmonogramů od 6/2003 do 12/2006. Podle Přílohy č. 1 k projektu č. 24/2003 bylo řešení rozděleno do osmi, časově se překrývajících

dílčích

projektů,

které

byly

v plánovaném

období

postupně

prezentovány závěrečnými zprávami a dodatky. Řešitelé předkládají po jednotlivých dílčích projektech výčet prací v souladu se zadáními jednotlivých dílčích projektů. Dále dodáváme, že podrobnější závěry jsou prezentovány ve „Shrnutích“ za každým představením prací jednotlivých dílčích projektů. Pro každý dílčí projekt uvedeme jen výpis výstupů.

7.1 Dílčí projekt č. 1 V rámci řešení bylo provedeno: 130 Prokop, P., Kopáček, F.: Závěrečná zpráva projektu VaV ČBÚ č. 24/2003, VŠB-TUO, Ostrava, listopad 2006

-

Návrh typových schémat SeV s CHZ umístěným v neproraženém důlním díle včetně bezpečnostních podmínek pro jejich provozování. Výsledkem je 10 uspořádání SeV

-

Návrhy uspořádání byly vytvořeny včetně podmínek a prostředků pro monitorování škodlivin a provozních stavů u všech 10-ti uspořádání SeV.

-

Byla vytipována pracoviště OKD k ověření jednotlivých projektů. Doly Paskov, ČMD, Darkov, Lazy a ČSA významně prospěly svou spolupráci s řešiteli.

-

Probíhaly konzultace s pracovníky SBS a profesními pracovníky OKD s cílem zlepšení výsledků jednotlivých projektů. Kontrolní dny, neformální setkání a konference s prezentací výsledků a novými podněty proběhly v průběhu řešení celého úkolu.

7.2 Dílčí projekt č. 2 V rámci řešení bylo provedeno: -

Byla provedená analýza ovlivnění větrních a neproražených důlních děl. Byly provedeny analýzy:

plynových

poměrů

– v běžném provozu separátně větraného d. d., – v úseku překrytí ve dvou kombinacích vedlejších lutnových tahů, – ▪v případě sacího větrání při výpadku elektrické energie a chodu LV na vzduchový pohon, – ▪v případě úplného zastavení separátního větrání -

Na základě hornicko – geologických a důlně technických podmínek byl naprogramován výpočet potřebného objemového průtoku na čelbu nazvaný VPOP. V práci předloženo na 5-ti případech verifikace uspořádání.

-

Byly provedeny v analýzách rozbory zvyšování koncentrací CH4 při změnách podmínek větrání

7.3 Dílčí projekt č. 3 -

Byla zhodnocena použitelnost navržených uspořádání v podmínkách důlního provozu z hlediska technologie, klimatických a plynových poměrů

-

Výpočet VPOP byl promítnut do výpočtu dopravy potřebného objemového průtoku na čelbu. Jde o výpočet SEPARAT 1.1, který řeší aerodynamické a teplotně – vlhkostní poměry. Předloženo na 5-ti výpočtech verifikovaných pracovišť v patnácti verzích.

-

Proveden návrh umístění čidel k monitorování škodlivin a provozních stavů. Prezentace ve všech typových schématech a dílčím projektu č. 8.

7.4 Dílčí projekt č. 4 až 6 -

Byl zpracován matematický model a metodika výpočtu změn teplot a klimatických poměrů a vyzkoušen na všech deseti uspořádáních. Prezentace výsledků je v dílčím projektu č. 2 a č. 3, kde jsou výpočty VPOP a SEPARAT 1.1 předloženy


-

Na základě zkoušek matematického modelu a výsledků verifikace na pracovištích byl vypracován program k predikci a projektování SeV. Jsou vypočteny aerodynamické parametry a předpokládané klimatické poměry

-

Byla vypracována databáze aerodynamických parametrů a vstupů pro teplotní a klimatické výpočty pro doly OKD.

-

Bylo zpracováno blokové schéma a realizováno propojením výpočtů VPOP a SEPARAT 1.1, a to včetně zakomponování do výstupů potřebných pro vyhodnocení do Sbírky zákonů 441/2004

-

Na verifikovaných, vytipovaných pracovištích byly výpočty ve všech kriteriích prověřeny

-

Výpočetní program byl předán na CD-R, s manuálem na CD-R. Profesní pracovníci dvou závodů OKD program ověřili a předali písemné posudky


Navržené systémy byly prověřeny na vytipovaných pracovištích v komplexních výpočtech, tj. pro dané pracoviště byl vypočten VPOP. V další fázi projektu podle skutečných podmínek byl stanovený potřebný objemový průtok dopraven na čelbu. Pro každé uspořádání byly vybrány dvě pozice pro porovnání projektovaných a skutečných poměrů na čelbě.

-

Komplexní dokumentace z dolů OKD byla pro aerodynamický a teplotněvlhkostní výpočet zapracována do projektů na všech pěti závodech výsledkem v 15-ti variantách.

-

Vyhodnocení je pro všechny případy provedeno v tabulkách, a to zvlášť pro aerodynamický a klimatický výpočet s vyhodnocením podle Sbírky zákonů 441/2004.


Návrh doplnění vyhlášky ČBÚ č. 165/2002 Sb. byl předložen v novém znění se zapracovanými novými i inovovanými ustanoveními takto: – ▪Doplnění se týká více části než § 9 vyhlášky č. 165/2002 Sb. Viz návrh nového znění – ▪V projektu je zapracována zkrácená metodika výpočtu teplotních a vlhkostních změn, podrobněji je v kapitole č. 4 této Zprávy – ▪Typová schémata jsou v kapitole č. 1 této Zprávy a jako typy obrázků v inovovaném znění návrhu vyhlášky č. 165/2002 Sb.

Tímto výpočet provedených prací celého úkolu končí.


8

Seznam obrázků

Obrázek 3-1 Provozní body LV HLT, 835 m ..........................................................................................................39 Obrázek 3-2 Průběh statického tlaku HLT, 835 m..................................................................................................39 Obrázek 3-3Průběh objemového průtoku HLT, 835 m...........................................................................................39 Obrázek 3-4 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 835 m ..................................................................40 Obrázek 3-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě i HLT, 835 m ......................................................................40 Obrázek 3-6 Průběh relativní vlhkosti v chodbě i HLT, 835 m................................................................................40 Obrázek 3-7 Provozní body LV HLT, 1180 m.........................................................................................................41 Obrázek 3-8 Průběh statického tlaku HLT, 1180 m................................................................................................41 Obrázek 3-9 Průběh objemového průtoku HLT, 1180 m........................................................................................41 Obrázek 3-10Průběh rychlosti v chodbě, 1180 m ..................................................................................................42 Obrázek 3-11 Průběh teploty suché a mokré v chodbě i HLT, 1180 m ..................................................................42 Obrázek 3-12 Průběh relativní vlhkosti v chodbě i HLT, 1180 m............................................................................42 Obrázek 3-13 Provozní body LV HLT a VLT, 844/658 m .......................................................................................43 Obrázek 3-14 Průběh statického tlaku HLT, 844/658 m.........................................................................................43 Obrázek 3-15 Průběh objemového průtoku HLT, 844/658.....................................................................................43 Obrázek 3-16 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 844/658 m .........................................................43 Obrázek 3-17 Průběh teploty suché a mokré v chodbě v HLT a VLT, 844/658 m..................................................44 Obrázek 3-18 Průběh relativní vlhkosti v chodbě v HLT a VLT , 844/658 m ..........................................................44 Obrázek 3-19 Provozní body LV HLT a VLT, 1067/818 m .....................................................................................45 Obrázek 3-20 Průběh statického tlaku HLT, 1067/818 m.......................................................................................45 Obrázek 3-21 Průběh objemového průtoku HLT, 1067/818 m ...............................................................................45 Obrázek 3-22 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 5201/1 ................................................................46 Obrázek 3-23 Průběh teploty suché a mokré v chodbě 5201/1, 1067/818 m.........................................................46 Obrázek 3-24 Průběh relativní vlhkosti v chodbě 5201/1, 1067/818 m ..................................................................46 Obrázek 3-25 Provozní body LV HLT, 239 562, 780/450 m...................................................................................47 Obrázek 3-26 Průběh statického tlaku HLT, 239 562, 780/450 m..........................................................................47 Obrázek 3-27 Průběh objemového průtoku HLT, 239 562, 780/450 m ..................................................................47 Obrázek 3-28 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 239 562, 780/450 m ...........................................48 Obrázek 3-29 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562, 780/450 m ..........................................48 Obrázek 3-30 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 239 562, 780/450 m....................................................48 Obrázek 3-31 Provozní body LV HLT, 239 562, 1160/760 m.................................................................................49 Obrázek 3-32 Průběh statického tlaku HLT, 239 562, 1160/760 m........................................................................49 Obrázek 3-33 Průběh objemového průtoku HLT, 239 562, 1160/760 m ................................................................49 Obrázek 3-34 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 239 562, 1160/760 m .........................................50 Obrázek 3-35 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562,1160/760 m .........................................50 Obrázek 3-36 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 239 562, 1160/760 m..................................................50 Obrázek 3-37 Provozní body LV HLT, 239 562, 1345/1155 m...............................................................................51 Obrázek 3-38 Průběh statického tlaku HLT, 239 562, 1345/1155 m......................................................................51 Obrázek 3-39 Průběh objemového průtoku HLT, 239 562, 1345/1155 m ..............................................................51 Obrázek 3-40 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 239 562, 1345/1155 m .......................................52 Obrázek 3-41 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a HLT, 239 562, 1345/1155 m .........................................52 Obrázek 3-42 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT,239 562, 1345/1155.....................................................52 Obrázek 3-43 Provozní body LV HLT, 610 – 1, 484/400 m....................................................................................53 Obrázek 3-44 Průběh statického tlaku HLT, 610 – 1, 484/400 m...........................................................................53 Obrázek 3-45 Průběh objemového průtoku HLT, 610 – 1, 484/400 m ...................................................................53 Obrázek 3-46 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 610 – 1, 484/400 m ............................................54 Obrázek 3-47 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 610 – 1, 484/400 m ...........................................54 Obrázek 3-48 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 610 – 1, 484/400 m.....................................................54 Obrázek 3-49 Provozní body LV HLT, 610 – 1, 566/400 m....................................................................................55 Obrázek 3-50 Průběh statického tlaku HLT, 610 – 1, 566/400 m...........................................................................55 Obrázek 3-51 Průběh objemového průtoku HLT, 610 – 1, 566/400 m ...................................................................55


Obrázek 3-52 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 610 – 1, 566/400 m ............................................56 Obrázek 3-53 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 610 – 1, 566/400 m ...........................................56 Obrázek 3-54 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 610 – 1, 566/400 m.....................................................56 Obrázek 3-55 Provozní body LV HLT, 11 011, 883/750 m.....................................................................................57 Obrázek 3-56 Průběh statického tlaku HLT, 11 011, 883/750 m............................................................................57 Obrázek 3-57 Průběh objemového průtoku HLT, 11 11, 883/750 m ......................................................................57 Obrázek 3-58 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 11 011, 883/750 m .............................................57 Obrázek 3-59 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 11 011, 883/750 m ............................................58 Obrázek 3-60 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 11 011, 883/750 m......................................................58 Obrázek 3-61Provozní body LV HLT, 11 011, 1346/1180 m..................................................................................59 Obrázek 3-62 Průběh statického tlaku HLT, 11 011, 1343/11800 m......................................................................59 Obrázek 3-63 Průběh objemového průtoku HLT, 11 11, 1343/1180 m ..................................................................59 Obrázek 3-64 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 11 011, 1343/1180 m .........................................60 Obrázek 3-65 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 11 011, 1343/1180 m ........................................60 Obrázek 3-66 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 11 011, 1343/1180 m..................................................60 Obrázek 4-1 Provozní body LV HLT a VLT, 844/658 m .........................................................................................73 Obrázek 4-2 Průběh statického tlaku HLT, 844/658 m...........................................................................................74 Obrázek 4-3 Průběh objemového průtoku HLT, 844/658.......................................................................................75 Obrázek 4-4 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla, 844/658 m ...........................................................75 Obrázek 4-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě v HLT a VLT, 844/658 m....................................................76 Obrázek 4-6 Průběh relativní vlhkosti v chodbě v HLT a VLT , 844/658 m ............................................................76 Obrázek 5-1 Provozní body LV HLT, 239 562, 1160/760 m...................................................................................90 Obrázek 5-2 Průběh statického tlaku HLT, 239 562, 1160/760 m..........................................................................90 Obrázek 5-3 Průběh objemového průtoku HLT, 239 562, 1160/760 m ..................................................................90 Obrázek 5-4 Průběh rychlosti v chodbě raženého důlního díla 239 562, 1160/760 m ...........................................91 Obrázek 5-5 Průběh teploty suché a mokré v chodbě a v HLT, 239 562,1160/760 m ...........................................91 Obrázek 5-6 Průběh relativní vlhkosti v chodbě a v HLT, 239 562, 1160/760 m....................................................91

9

Použitá literatura [1]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 1, VŠB – TU, září 2004

[2]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 2, VŠB – TU, duben 2005

[3]

Doplněk závěrečné zprávy dílčího projektu č. 2, VŠB – TU, srpen 2005

[4]

Doplněk závěrečných zpráv dílčích projektů č. 2, 3, 4–6 a 7 VŠB – TU, srpen 2005

[5]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 3, VŠB – TU, srpen 2005

[6]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 4–6, VŠB – TU, říjen 2006

[7]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 7, VŠB – TU, září 2006

[8]

Závěrečná zpráva dílčího projektu č. 8, VŠB – TU, listopad 2006

[9]

Chyský –Hemzal: Větrání a klimatizace

[10]

Vyhláška ČBÚ č. 165/2002 Sb.

[11]

Vyhláška ČBÚ č. 165/2002 Sb.

[12]

Graumann K.: Separátní větrání důlních děl (český překlad) Bochum,1988, Německo


HORNICKO-GEOLOGICKÁ FAKULTA

Recommend Documents