Instytut Mechaniki Górotworu

Tematyka prac badawczych prowadzonych w Pracowni Wentylacji Kopalń związana jest ze stanami nieustalonymi przepływów powietrza i gazów w kopalnianej sieci wentylacyjnej.

Prowadzone badania obejmują następujące kierunki:

• stany nieustalone przepływu powietrza wywołane zaburzeniem w warunkach przewietrzania (pożar, wyrzut, dopływ metanu)
• zastosowanie metod symulacji numerycznej dla analizy i oceny przepływu mieszaniny powietrza i gazów w złożonych strukturach połączeń
• rozwój metod prognozy przewietrzania złożonych struktur wentylacyjnych w oparciu o monitoring, symulację numeryczną i eksperymenty „in situ”
• budowę przyrządów do pomiaru i rejestracji parametrów charakteryzujących przepływ powietrza i gazów w wyrobiskach kopalni i rurociągach i innych systemów wentylacyjnych w warunkach zaburzeń przepływu.
• poszukiwanie nowych metod pomiaru parametrów przepływu powietrza.
• badania eksperymentalne wybranych zagadnień związanych z zaburzeniami przepływu w sieci wentylacyjnej

Najważniejsze osiągnięcia:

• opracowanie profesjonalnego pakietu wentylacyjnych programów komputerowych VentGraph do rozwiązywania złożonych problemów wentylacyjnych w działach wentylacji kopalń. VentGraph został wdrożony w w latach 1991-2010 w 48 kopalniach polskich (również w zlikwidowanych), VentGraph wdrożono również w Australii (12), USA (6) w  Czeckiej Republice, Słowacji oraz w Wietnamie. Jest również używany dla celów edukacyjnych w University of Kentucky, Lexington, University of Missouri Rolla USA.
• opracowanie i wdrożenie do produkcji iskrobezpiecznych anemometrów ręcznych typu μAS oraz stacjonarnych typu SAS i MPP.
• opracowanie przenośnego systemu do wielopunktowego pomiaru pola prędkości przepływu powietrza w wyrobiskach kopalnianych z bezprzewodową siecią czujników.
• opracowanie czujnika CMM-1 do wykrywania wyrzutu w wyrobisku górniczym. Czujnik wyposażony jest w trzy elementy pomiarowo detekcyjne: komorę ciągłego pomiaru metanu, czujnik ciśnienia i mikrofon.
• opracowanie aparatury kontrolno-pomiarowej do rejestracji skutków wyrzutu w bezpośrednim jego sąsiedztwie.
• zorganizowanie laboratorium aerodynamicznego do badań anemometrów, cisnieniomierzy, temperatury i wilgotności.
• uzyskanie przez Laboratorium Wzorcującego Wentylacyjne Przyrządy Pomiarowe  akredytacji PCA nr AP 118.

Ważniejsze wyniki badań:

• opracowanie modeli matematycznych opisujących nieustalony przepływ powietrza i gazów powyrzutowych w sieci wyrobisk górniczych.
• opracowanie modeli matematycznych opisujących nieustalony przepływ gazów pożarowych w sieci wyrobisk górniczych.
• opracowanie programów komputerowych do symulacji numerycznej wymieniowych zjawisk. Programy te zostały wdrożone do praktyki górniczej.
• opracowanie procedur graficznych do wizualizacji na monitorze komputera wyników symulacji numerycznych. Opracowano również procedury kreślenia schematów przestrzennej sieci wentylacyjnej kopalni.
• prace eksperymentalne w laboratorium: badania propagacji fali ciśnienia i prędkości połączone z weryfikacją opracowanych modeli matematycznych.
• określenie własności dynamicznych różnego typu czujników pomiarowych parametrów fizycznych atmosfery kopalnianej.
• badania eksperymentalne dynamiki ogniska pożaru przeprowadzone w sztolni CSRG Bytom.
• opracowanie aparatury kontrolno pomiarowej do rejestracji skutków wyrzutu w bezpośrednim jego sąsiedztwie. Zastosowanie aparatury umożliwiło rejestrację przebiegu wyrzutów gazów i skał w przekopie "C" w KWK "Nowa Ruda".

Zamierzenia:

• weryfikacja modeli i wyników numerycznej symulacji przepływu powietrza w wyrobisku górniczym poprzez eksperymenty „in situ” co umożliwi praktyczne stosowanie programów komputerowych w celu zwiększenia bezpieczeństwa i  sprawności procesu przewietrzania kopalń głębinowych.
• opracowanie inteligentnych programów komputerowych do potrzeb monitoringu sieci wentylacyjnej oraz odtwarzania przebiegu zjawisk przepływowych w czasie katastrof górniczych.
• zastosowanie numerycznej mechaniki płynów CFD do zagadnieniach wentylacji wyrobisk górniczych i ośrodków porowatych (zwałowiska górnicze, zroby).
• opracowanie nowych skutecznych metod i urządzeń do pomiarów parametrów charakteryzujących kopalnianą i przemysłową sieć wentylacyjną.
• wykorzystanie technik metrologii  dla przedsięwzięć ekologicznych w oparciu nowe metody i przyrządy do pomiarów parametrów charakteryzujących przepływ gazów.