Monitoring and prediction of methane emission in the longwall and possibilities to control the longwall system

Monitoring systems which are applied in mining today are based on solutions developed in 1990s. The knowledge about methane emission from rock mass and goafs, occurring during the longwall-based coal cutting process, has been well systematized. Normally, methane concentration is measured at the face ends. However, in the light of accidents which have happened over the last few years, such a solution does not seen to be sufficient in certain conditions. Extra measurement points inside the longwall make it possible to monitor methane concentration as they enable a faster reaction to methane hazards in this area. What is more, it is possible to have shortterm prediction of methane hazards of relatively high accuracy. The paper presents methane hazard monitoring methods that have been used so far. It also describes a proposed system for measuring and predicting methane concentration in the longwall and for using the obtained knowledge about methane concentrations to control the operations of a cutter-loader. Finally, the author presented the results of experimental research to illustrate the efficiency of the system.

Stosowane w górnictwie systemy monitorowania opierają się na rozwiązaniach mających swe korzenie w latach 90. XX wieku. Wiedza na temat wydzielania metanu z górotworu i zrobów w procesie urabiania węgla metodą ścianową jest dobrze usystematyzowana. Standardowo pomiar metanu wykonuje się na wlocie i wylocie rejonu ściany. Jednak wypadki, które zdarzyły się w ostatnich latach, sugerują, że w pewnych warunkach takie rozwiązanie nie jest wystarczające. Wprowadzając dodatkowe punkty pomiarowe wewnątrz ściany, uzyskuje się nowe możliwości monitorowania stężenia metanu w postaci szybszego reagowania na zagrożenia metanowe wewnątrz ściany. Uzyskuje się także możliwość krótkoterminowego prognozowania stężenia metanu o stosunkowo dużej dokładności. W artykule opisano propozycję systemu umożliwiającego pomiary stężenia metanu w ścianie wydobywczej, prognozowanie stężenia metanu oraz wykorzystanie wiedzy o jego stężeniach do sterowania pracą kombajnu. Zaprezentowano również wyniki kilku badań eksperymentalnych ilustrujących efektywność proponowanego systemu.