Skip to content

Divisions

Research Topics at the Division

The Mine Ventilation Division conducts a broad range of scientific research and development activities in the field of mine ventilation. This includes the study of unsteady air and gas flow in complex networks of workings, ducts, pipelines, and other ventilation systems under flow disturbance conditions. The division also develops methods for measuring gas flow using thermoanemometry and anemometry, employing modern instruments for measuring flow velocity, temperature, and gas pressure, which are mainly designed and manufactured at the Institute. Additionally, advanced numerical studies are carried out to support the modeling of gas flows in the mining environment and complex ventilation systems.

Main Research Areas of the Division

  1. Ventilation and Gas Flow:
    • Forecasting unsteady air and gas flow in complex networks of mine workings.
    • Research on gas flow measurement using thermoanemometry and anemometry.
    • Verification of developed theories and analyzed physical phenomena and processes through experimental work.
  1. Metrological and Calibration Research:
  1. Work Safety in Mining:
    • Research in the area of mining work safety, leading to obtaining expert certification for mining operations from the President of the Higher Mining Authority.
    • Participation of laboratory experts in problem-solving commissions and in formulating guidelines for modernizing mining regulations and providing opinions on issues arising from mining disasters.
  1. Physicochemical Phenomena in Burning Spoil Heaps:
    • Extinguishing heating spoil heaps.
    • Heat removal from spoil heaps.
    • Elimination of spoil heaps.
  2. Processes in the Mining Face Area:
    • Studies considering the operation of the mining complex and conducting degassing.
  1. Modeling, design, and experimental studies:
    • Measurement and recording of mine atmosphere parameters in the face area during the operation of the mining complex.
    • Thermoanemometric measurements of three-dimensional velocity distributions in the sidewall zone of the mine working.
    • Design and execution of experimental studies (at both laboratory and industrial scales) describing turbulent phenomena in fluid flow within complex geometric structures.
    • Determination of dynamic properties of various types of sensors for measuring physical parameters of the mine atmosphere.
    • Development of computer programs with graphical visualization of numerical simulation results – VentGraph package.
    • Utilization of commercial CFD codes to determine important quantities characterizing air movement and air-methane mixture in a complex network of mine workings.

Head of the Division

Prof. D.Sc. Eng. Wacław  Dziurzyński
email: wdziurzyn@gmail.com 
phone: 12 637-62-00 (82)

Badania prowadzone w Pracowni Odkształceń Skał obejmują następujące kierunki:

  • badania właściwości fizycznych skał,
  • pomiary deformacji górotworu in situ,
  • wpływ eksploatacji podziemnej na powierzchnię,
  • modelowanie numeryczne,
  • badania modelowe na ośrodku sypkim.

Najważniejsze osiągnięcia

z zakresu właściwości fizycznych skał:

  • techniki badania fluktuacji odkształceń w ośrodku sypkim,
  • kontrola momentu zginającego próbkę ściskaną osiowo,
  • techniki badania właściwości skał pod wysokim ciśnieniem,
  • pomiar odkształceń ciała stałego pod ciśnieniem,
  • właściwości skał,
  • metodyka badawcza.

z zakresu badań modelowych na ośrodku sypkim:

  • metodyka badawcza,
  • określenie optymalnych metod eksploatacji w celu minimalizacji wpływów na powierzchnię.

z zakresu modelowania numerycznego:

  • współpraca budynków z odkształcającym się podłożem,
  • dobór praw materiałowych dla materiałów geologicznych.

z zakresu deformacji górotworu:

  • tensometria gruntowa,
  • fleksyjne deformacje linii i powierzchni materialnych,
  • uzupełnienie obowiązującej Klasyfikacji Ochrony Terenów Górniczych o dynamiczne wskaźniki deformacji,
  • określenie skutków okresowych zatrzymań frontu eksploatacyjnego na powierzchnię terenu.

W Pracowni prowadzone są badania naukowe w dwóch kierunkach. Pierwszy z nich dotyczy zjawisk gazogeodynamicznych, drugi natomiast związany jest z analizą stereologiczną jako metodą ilościowego oznaczania geometrycznej struktury materiałów, a w szczególności skał.

Badania związane ze zjawiskami gazogeodynamicznymi dotyczą następujących aspektów:

  • wyrzutów gazów i skał, w szczególności metanu i węgla,
  • zjawisk sorpcji, filtracji, dyfuzji gazu w materiale porowatym, w szczególności w węglu,
  • metrologii górniczej, w szczególności związanej z obecnością metanu w pokładach węgla kamiennego,
  • sekwestracji CO2.

Badania związane z analizą stereologiczną dotyczą:

  • ilościowego opisu geometrycznej struktury skał i innych materiałów,
  • wykorzystania analizy obrazu i morfologii matematycznej do pomiarów struktur skalnych, odwzorowania i analizy 3D morfologii,
  • powierzchni przełamów skał, kompozytów i innych materiałów.

Projekty realizowane w Pracowni Mikromerytyki

TEMAT PROJEKTUKIEROWNIK
Sorpcja wymienna CO2/CH4 na materie węglowym w stanie obciążenia okólnego, 2017-2020dr hab. inż. Norbert Skoczylas, prof. IMG PAN
Nowatorski system wspomagania oceny zagrożeń gazowych w kopalniach rud miedzi, 2014-2016mgr inż. Mateusz Kudasik
Nowe urządzenia i metody analizy układu węgiel-metan, Konkurs Lider, NCBiR, 2013-2015dr inż. Norbert Skoczylas
Narzędzia wspomagania służb wentylacyjnych kopalń w zwalczaniu zagrożenia metanowego i wyrzutowego, oparte na wiedzy i doświadczeniu eksperckim, N R009 0038 06/2009dr hab. inż. Mariusz Młynarczuk, prof. IMG PAN
Nowoczesne metody zwiększania bezpieczeństwa załóg w aspekcie zagrożenia wyrzutami węgla i metanu w kopalniach eksploatujących węgiel kamienny, 2006-2009prof. dr hab. inż. Wacław Dziurzyński
Modelowanie migracji zanieczyszczeń wynoszonych przez wodę z podziemnego składowiska odpadów i podsadzonych pustek poeksploatacyjnych, 2002-2005dr hab. inż. Mariusz R. Sławomirski, prof. IMG PAN

Referencje

Pracownia Mikromerytyki IMG PAN była jednostką upoważnioną przez Prezesa WUG do wykonywania zadań rzeczoznawcy do spraw ruchu zakładu górniczego w zakresie zagrożenia metanowego oraz zagrożenia wyrzutami metanu i skał. Nr uprawnień 193/2010. Data ważnosci: 25.05.2013 r.

ZLECENIODAWCAZakres badań
GŁÓWNY INSTYTUT GÓRNICTWAOcena projektu technicznego eksploatacji pokładu 358/1 w partii D w aspekcie zagrożenia wyrzutami metanu i skał.
AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZAWykonanie badań nad efektywnym wykorzystaniem wierceń badawczych dla predykcji zagrożeń gazowych w kopalniach rud miedzi zagrożonych zjawiskami gazo-geodynamicznymi.
KGHM CUPRUM SP. Z O.O. CENTRUM BADAWCZO-ROZWOJOWEBadanie prób skalnych pod względem zagrożeń gazowych.
KWK “PNIÓWEK” JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA S.A.Wyniki badania i opinia w sprawie zagrożenia metanowego i wyrzutami metanu i skał w chodniku C-3 w pokładzie 404/1.
KWK “BRZESZCZE” KOMPANIA WĘGLOWA S.A.Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał chodniku badawczym ściany 814 w pokł. 352 wsch. poziom: 740-900 m
Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w przekopie chodnik taśmowy ściany 121 – nr kopalniany 551 w pokładzie 364 partia zachodnia, poziom: 740-900 m.
KWK “BORYNIA-ZOFIÓWKA”, RUCH BORYNIA, JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA S.A.Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w przekopie D, w pokładzie 358/1 KWK “Budryk”: Ocena stanu zagrożenia i określenie przyczyn wyrzutu metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 zaistniałego w dniu 11.05.2012 r. w JSW S.A. KWK “Budryk”.
Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 z uwzględnieniem własności sorpcyjnych węgla w JSW S.A, KWK “Budryk”.
Ocena stanu zagrożenia i określenie przyczyn wyrzutu metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 zaistniałego w dniu 11.05.2012 r. w JSW S.A., KWK “Budryk”.
Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w chodniku C-30 w pokładzie 415/1-2 KWK “Borynia-Zofiówka” Ruch “Borynia”.
Wyniki badania i opinia w sprawie zagrożenia wyrzutami metanu i skał w pochylni F-34 w pokładzie 406/2-3 KWK “Borynia-Zofiówka” Ruch “Borynia”.
Wyniki badania zagrożenia metanowego i stosowania pomocniczych urządzeń wentylacyjnych w ścianie B-31 pokł. 407/1-2.
Opracowanie prognozy metanowości bezwzględnej chodnika F-33 w pokładzie 406/2-3 w KWK “Borynia-Zofiówka” Ruch “Borynia”.
Opracowanie prognozy metanowości bezwzględnej chodnika F-33a w pokładzie 406/2-3 w KWK “Borynia-Zofiówka” Ruch “Borynia”.
ZLECENIODAWCA: KWK “BUDRYK”, JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA S.A.Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w przekopie D, w pokładzie 358/1 KWK “Budryk”: Ocena stanu zagrożenia i określenie przyczyn wyrzutu metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 zaistniałego w dniu 11.05.2012 r. w JSW S.A. KWK “Budryk”.
Ocena stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 z uwzględnieniem własności sorpcyjnych węgla w JSW S.A, KWK “Budryk”.
Ocena stanu zagrożenia i określenie przyczyn wyrzutu metanu i skał w Pochylni D odstawczej pokł. 358/1 zaistniałego w dniu 11.05.2012 r. w JSW S.A., KWK “Budryk”.

Research Topics at the Division

The laboratory is specialised in the development of methods for the measurement of environmental parameters (such as temperature, humidity and gas velocity) and their temporal and spatial analysis. Research focuses on improving existing and developing new measurement techniques.

Main Research Areas of the Division

  1. Flow velocity measurement:
    • Development of original flow velocity measurement methods, including techniques for the absolute measurement of gas flow velocity (heat wave method, optical measurement methods).
  1. Thermoanemometry technology:
    • Development of thermoanemometry, including the design of modern constant-temperature systems and hot-wire sensors.
  1. Industrial Applications:
    • Adaptation of measurement tools for industrial applications such as mining, waste disposal, chemical and medical technologies, and ventilation and air-conditioning systems.
  1. State-of-the-art measurement solutions:
    • Use of artificial intelligence and numerical modelling (CFD) in data analysis and development of advanced measurement systems.

This research is important for both research laboratories and practical industrial applications, supporting the advancement of measurement technologies in various fields of science and technology.

Head of the Division

Prof. D.Sc. Eng. Paweł Ligęza
email: ligeza@imgpan.pl
phone: 12 637-62-00 (25)

Skip to content