Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken. / Nöger, Michael.
2019.

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Nöger, M 2019, 'Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken', Dipl.-Ing., Montanuniversität Leoben (000).

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Nöger, M. (2019). Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken. [Masterarbeit, Montanuniversität Leoben (000)].

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title = "Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken",
abstract = "Diese Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken. Solch eine Optimierung umfasst mehrere Aspekte wie z.B. wirtschaftliche und sicherheitstechnische Verbesserungen. Um eventuell unzureichend gesetzte wettertechnische Ma{\ss}nahmen zu eruieren, wird die Bewetterung des bestehenden Schaubergwerkes erfasst. Um den Ist-Zustand zu erfassen und eine darauf aufbauende Risikobewertungen durchzuf{\"u}hren wurde die Bewetterungssimulationssoftware VentSim verwendet. In dem Bergwerk herrscht vorwiegend eine nat{\"u}rliche Bewetterung vor. Deswegen beschreibt diese Arbeit grundlegende Literatur, nach welchen str{\"o}mungsmechanischen Gesetzen sich Wetterstr{\"o}mungen im Bergwerk verhalten, sowie die essenziellen Einflussgr{\"o}{\ss}en auf die Bewetterung im Bergwerk mit besonderem Augenmerk auf nat{\"u}rlicher Bewetterung. Auf Basis der Vermessungsdaten sowie durch Befahrungen des Schaubergwerks wurde mithilfe dieser Software ein dreidimensionales Modell erstellt. Als weiterf{\"u}hrenden Schritt wurden die im Bergwerk vorhandenen Elemente zur Steuerung des Wetters in dieses Modell implementiert und diesen Elementen spezifische Attribute wie Widerstandswerte zugewiesen. Um die Eingangsparameter f{\"u}r die Simulation zu bestimmen wurden Vorort Messungen durchgef{\"u}hrt. Diese Messungen Umfassen: Die Temperaturen im Bergwerk auf den unterschiedlichen Horizonten um den thermischen Gradienten und die durchschnittliche Oberfl{\"a}chentemperatur abzusch{\"a}tzen. Sowie Luftfeuchtigkeit und den barometrischen Druck, sowie Trocken und Feuchtkugeltemperatur. Diese und daraus berechnete Werte werden anschlie{\ss}end in die Simulation implementiert. Auch die Querschnitte und Wettergeschwindigkeiten wurden gemessen um die tats{\"a}chliche Wettermenge zu einer bestimmten Uhrzeit zu bestimmen. Da es sich in den meisten F{\"a}llen um eine nat{\"u}rliche Bewetterung handelt m{\"u}ssen auch die Umweltparameter au{\ss}erhalb des Bergwerkes Tageszeitabh{\"a}ngig festgestellt werden. In weiterer Folge wurde nun die Genauigkeit der Simulation durch den Vergleich der simulierten und gemessenen Werte festgestellt. Auf Basis dieses Modells wurden Simulationen zur Risikoabsch{\"a}tzung im Bergwerk durchgef{\"u}hrt. Diese Absch{\"a}tzung umfasst einerseits das Risiko von emittierten Gasen in der Grube, sowie das Risiko im Falle eines Brandszenarios. Aufgrund der geringen Wettermenge, bedingt durch eine nat{\"u}rliche Bewetterung, ergeben sich einige Risiken, die es gilt festzustellen und auszuschalten. Aufgrund der geringen Wettermenge kann es zu einer unzureichenden Verd{\"u}nnung von Gasen kommen und somit zu einer {\"U}berschreitung von gef{\"a}hrlichen Konzentrationen. Zu diesem Zweck ist ein wichtiger Teil die Quantifizierung der Gase sowie deren Emissionsorte. Mithilfe der Simulation werden Absch{\"a}tzungen {\"u}ber Gaskonzentrationen in Abh{\"a}ngigkeit verschiedener Einflussfaktoren getroffen. Ein relativ neues aber wichtiges Tool sind Brandsimulationen. Diese k{\"o}nnen in Echtzeit auf Basis des Grundmodells erfolgen und bieten viele Vorteile in der Risikobewertung von Brandf{\"a}llen. Das Simulieren von verschieden Szenarien in dieser Arbeit zeigt eine Zeitabh{\"a}ngige Ausdehnung von Brandemissionen im Bergwerk. Somit k{\"o}nnen gef{\"a}hrliche Bereiche im Bergwerk detektiert werden auch der Einfluss auf die Emissionsausbreitung durch {\"O}ffnen und schlie{\ss}en von Wettert{\"u}ren sowie das Ein/Ausschalten eines L{\"u}fters k{\"o}nnen simuliert werden. Solche Simulationen dienen als Unterst{\"u}tzung bei der Erstellung eines Rettungs- und Evakuierungskonzeptes im Bergwerk. Durch Befahrungen des Bergwerkes und auf Basis der Simulationen werden nun sinnvolle Ma{\ss}nahmen zur Verbesserung der Wetterf{\"u}hrung im Schaubergwerk getroffen.",
keywords = "mine ventilation, natural ventilation, mine ventilation simulation, gas simulation, fire event simulation, visitor mine, Wettertechnik, Nat{\"u}rliche Bewetterung, Bewetterungssimulation, Gassimulation, Brandsimulation, Schaubergwerk",
author = "Michael N{\"o}ger",
note = "gesperrt bis 04-06-2024",
year = "2019",
language = "Deutsch",
school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

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TY - THES

T1 - Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken

AU - Nöger, Michael

N1 - gesperrt bis 04-06-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Diese Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken. Solch eine Optimierung umfasst mehrere Aspekte wie z.B. wirtschaftliche und sicherheitstechnische Verbesserungen. Um eventuell unzureichend gesetzte wettertechnische Maßnahmen zu eruieren, wird die Bewetterung des bestehenden Schaubergwerkes erfasst. Um den Ist-Zustand zu erfassen und eine darauf aufbauende Risikobewertungen durchzuführen wurde die Bewetterungssimulationssoftware VentSim verwendet. In dem Bergwerk herrscht vorwiegend eine natürliche Bewetterung vor. Deswegen beschreibt diese Arbeit grundlegende Literatur, nach welchen strömungsmechanischen Gesetzen sich Wetterströmungen im Bergwerk verhalten, sowie die essenziellen Einflussgrößen auf die Bewetterung im Bergwerk mit besonderem Augenmerk auf natürlicher Bewetterung. Auf Basis der Vermessungsdaten sowie durch Befahrungen des Schaubergwerks wurde mithilfe dieser Software ein dreidimensionales Modell erstellt. Als weiterführenden Schritt wurden die im Bergwerk vorhandenen Elemente zur Steuerung des Wetters in dieses Modell implementiert und diesen Elementen spezifische Attribute wie Widerstandswerte zugewiesen. Um die Eingangsparameter für die Simulation zu bestimmen wurden Vorort Messungen durchgeführt. Diese Messungen Umfassen: Die Temperaturen im Bergwerk auf den unterschiedlichen Horizonten um den thermischen Gradienten und die durchschnittliche Oberflächentemperatur abzuschätzen. Sowie Luftfeuchtigkeit und den barometrischen Druck, sowie Trocken und Feuchtkugeltemperatur. Diese und daraus berechnete Werte werden anschließend in die Simulation implementiert. Auch die Querschnitte und Wettergeschwindigkeiten wurden gemessen um die tatsächliche Wettermenge zu einer bestimmten Uhrzeit zu bestimmen. Da es sich in den meisten Fällen um eine natürliche Bewetterung handelt müssen auch die Umweltparameter außerhalb des Bergwerkes Tageszeitabhängig festgestellt werden. In weiterer Folge wurde nun die Genauigkeit der Simulation durch den Vergleich der simulierten und gemessenen Werte festgestellt. Auf Basis dieses Modells wurden Simulationen zur Risikoabschätzung im Bergwerk durchgeführt. Diese Abschätzung umfasst einerseits das Risiko von emittierten Gasen in der Grube, sowie das Risiko im Falle eines Brandszenarios. Aufgrund der geringen Wettermenge, bedingt durch eine natürliche Bewetterung, ergeben sich einige Risiken, die es gilt festzustellen und auszuschalten. Aufgrund der geringen Wettermenge kann es zu einer unzureichenden Verdünnung von Gasen kommen und somit zu einer Überschreitung von gefährlichen Konzentrationen. Zu diesem Zweck ist ein wichtiger Teil die Quantifizierung der Gase sowie deren Emissionsorte. Mithilfe der Simulation werden Abschätzungen über Gaskonzentrationen in Abhängigkeit verschiedener Einflussfaktoren getroffen. Ein relativ neues aber wichtiges Tool sind Brandsimulationen. Diese können in Echtzeit auf Basis des Grundmodells erfolgen und bieten viele Vorteile in der Risikobewertung von Brandfällen. Das Simulieren von verschieden Szenarien in dieser Arbeit zeigt eine Zeitabhängige Ausdehnung von Brandemissionen im Bergwerk. Somit können gefährliche Bereiche im Bergwerk detektiert werden auch der Einfluss auf die Emissionsausbreitung durch Öffnen und schließen von Wettertüren sowie das Ein/Ausschalten eines Lüfters können simuliert werden. Solche Simulationen dienen als Unterstützung bei der Erstellung eines Rettungs- und Evakuierungskonzeptes im Bergwerk. Durch Befahrungen des Bergwerkes und auf Basis der Simulationen werden nun sinnvolle Maßnahmen zur Verbesserung der Wetterführung im Schaubergwerk getroffen.

AB - Diese Arbeit befasst sich mit der Optimierung der Bewetterung in Schaubergwerken. Solch eine Optimierung umfasst mehrere Aspekte wie z.B. wirtschaftliche und sicherheitstechnische Verbesserungen. Um eventuell unzureichend gesetzte wettertechnische Maßnahmen zu eruieren, wird die Bewetterung des bestehenden Schaubergwerkes erfasst. Um den Ist-Zustand zu erfassen und eine darauf aufbauende Risikobewertungen durchzuführen wurde die Bewetterungssimulationssoftware VentSim verwendet. In dem Bergwerk herrscht vorwiegend eine natürliche Bewetterung vor. Deswegen beschreibt diese Arbeit grundlegende Literatur, nach welchen strömungsmechanischen Gesetzen sich Wetterströmungen im Bergwerk verhalten, sowie die essenziellen Einflussgrößen auf die Bewetterung im Bergwerk mit besonderem Augenmerk auf natürlicher Bewetterung. Auf Basis der Vermessungsdaten sowie durch Befahrungen des Schaubergwerks wurde mithilfe dieser Software ein dreidimensionales Modell erstellt. Als weiterführenden Schritt wurden die im Bergwerk vorhandenen Elemente zur Steuerung des Wetters in dieses Modell implementiert und diesen Elementen spezifische Attribute wie Widerstandswerte zugewiesen. Um die Eingangsparameter für die Simulation zu bestimmen wurden Vorort Messungen durchgeführt. Diese Messungen Umfassen: Die Temperaturen im Bergwerk auf den unterschiedlichen Horizonten um den thermischen Gradienten und die durchschnittliche Oberflächentemperatur abzuschätzen. Sowie Luftfeuchtigkeit und den barometrischen Druck, sowie Trocken und Feuchtkugeltemperatur. Diese und daraus berechnete Werte werden anschließend in die Simulation implementiert. Auch die Querschnitte und Wettergeschwindigkeiten wurden gemessen um die tatsächliche Wettermenge zu einer bestimmten Uhrzeit zu bestimmen. Da es sich in den meisten Fällen um eine natürliche Bewetterung handelt müssen auch die Umweltparameter außerhalb des Bergwerkes Tageszeitabhängig festgestellt werden. In weiterer Folge wurde nun die Genauigkeit der Simulation durch den Vergleich der simulierten und gemessenen Werte festgestellt. Auf Basis dieses Modells wurden Simulationen zur Risikoabschätzung im Bergwerk durchgeführt. Diese Abschätzung umfasst einerseits das Risiko von emittierten Gasen in der Grube, sowie das Risiko im Falle eines Brandszenarios. Aufgrund der geringen Wettermenge, bedingt durch eine natürliche Bewetterung, ergeben sich einige Risiken, die es gilt festzustellen und auszuschalten. Aufgrund der geringen Wettermenge kann es zu einer unzureichenden Verdünnung von Gasen kommen und somit zu einer Überschreitung von gefährlichen Konzentrationen. Zu diesem Zweck ist ein wichtiger Teil die Quantifizierung der Gase sowie deren Emissionsorte. Mithilfe der Simulation werden Abschätzungen über Gaskonzentrationen in Abhängigkeit verschiedener Einflussfaktoren getroffen. Ein relativ neues aber wichtiges Tool sind Brandsimulationen. Diese können in Echtzeit auf Basis des Grundmodells erfolgen und bieten viele Vorteile in der Risikobewertung von Brandfällen. Das Simulieren von verschieden Szenarien in dieser Arbeit zeigt eine Zeitabhängige Ausdehnung von Brandemissionen im Bergwerk. Somit können gefährliche Bereiche im Bergwerk detektiert werden auch der Einfluss auf die Emissionsausbreitung durch Öffnen und schließen von Wettertüren sowie das Ein/Ausschalten eines Lüfters können simuliert werden. Solche Simulationen dienen als Unterstützung bei der Erstellung eines Rettungs- und Evakuierungskonzeptes im Bergwerk. Durch Befahrungen des Bergwerkes und auf Basis der Simulationen werden nun sinnvolle Maßnahmen zur Verbesserung der Wetterführung im Schaubergwerk getroffen.

KW - mine ventilation

KW - natural ventilation

KW - mine ventilation simulation

KW - gas simulation

KW - fire event simulation

KW - visitor mine

KW - Wettertechnik

KW - Natürliche Bewetterung

KW - Bewetterungssimulation

KW - Gassimulation

KW - Brandsimulation

KW - Schaubergwerk

M3 - Masterarbeit

ER -