Nr 3/2016 (528)

TOMASZ MOLENDA, SŁAWOMIR CHMIELARZ

Galvanic separation of analogue signals

The article deals with the issues of galvanic separation of analogue circuits and methods to perform it. The authors described capacitive, inductive and optical couplings, separation with the use of processing as well as non-linearity correction of optoelectronic materials characteristics. The available solutions were presented and their characteristics.

Separacja galwaniczna sygnałów analogowych

Artykuł poświęcony jest zagadnieniom związanym z separacją galwaniczną obwodów analogowych i sposobom jej realizacji. Opisano w nim sprzężenia pojemnościowe, indukcyjne i optyczne, separację z zastosowaniem przetwarzania oraz linearyzację charakterystyk elementów optoelektronicznych. Przedstawiono dostępne rozwiązania i ich właściwości.

WITOLD BIAŁY

Analysis of machines work time during machinery and equipment supply for longwalls

Machinery and equipment supply to longwalls is related to the launch of a mining excavation and is one of the key elements of hard coal beds exploitation. The process is based on supplying all indispensable machines and devices to the longwall so that the exploitation could proceed efficiently. In order to ensure better efficiency, it is necessary to find the causes of breakdowns within the process and to counteract them successfully. The objective of these operations will be to raise the production preparedness of machines and devices involved in the process. The increase of this preparedness depends largely on the technical condition of employed machines and devices and their proper selection. This will ensure failure-free and downtime-free progress of the operations.

Analiza czasu pracy maszyn przy zbrojeniu ścian wydobywczych

Zbrojenie ścian – pojęcie związane z uruchomieniem ścianowego wyrobiska eksploatacyjnego – jest jednym z ważniejszych elementów procesu eksploatacji pokładów węgla kamiennego. Polega ono na wprowadzeniu do przyszłej ściany eksploatacyjnej wszystkich niezbędnych maszyn i urządzeń, aby proces eksploatacji mógł przebiegać w sposób efektywny. Aby zapewnić jego odpowiednią efektywność oraz wydajność, należy znaleźć przyczyny najczęściej w nim występujących awarii i skutecznie im przeciwdziałać. Celem tych działań będzie zwiększenie dyspozycyjności produkcyjnej maszyn i urządzeń biorących udział w procesie. Na zwiększenie dyspozycyjności produkcyjnej istotny wpływ ma stan techniczny maszyn i urządzeń stosowanych przy zbrojeniu ścian oraz ich odpowiedni dobór. Realizacja tych działań zapewni w dużym stopniu bezawaryjny i bezprzestojowy postęp prac.

GRZEGORZ KWIATKOWSKI, MARCIN MICHALAK

Computer system architecture for Polish-language documents search with the use of queries in a natural language

The article features an architecture concept of a system to search for information in text documents with the use of natural-language queries. The basic element of the proposed solution is the application of query expansion as a method to improve the quality of achieved results. As there are no such tools for the Polish language, the authors proposed how to prepare suitable assets from input data for this purpose. The prepared system will be applied for information search in specialized documents, such as technical and diagnostic documentation of mining machines.

Koncepcja architektury systemu komputerowego wyszukiwania dokumentów w języku polskim przy pomocy zapytań w języku naturalnym

Artykuł przestawia koncepcję architektury systemu wyszukiwania informacji w dokumentach tekstowych, z wykorzystaniem zapytań w języku naturalnym. Zasadniczym elementem proponowanego rozwiązania jest wykorzystanie metody ekspansji zapytań, jako sposobu na poprawę jakości uzyskiwanych wyników. Ponieważ brak jest tego typu narzędzi dedykowanych dla języka polskiego, zaproponowano także sposób przygotowania odpowiednich do tego celu zasobów z danych wejściowych. Przygotowywany system znajdzie zastosowanie w wyszukiwaniu informacji w dokumentach specjalistycznych, jakimi są dokumentacje techniczne i diagnostyczne maszyn górniczych.

MARIAN HYLA

Setting the range of reactive power regulation for a salient-poles motor based on the measurement of the synchronous work state

The article features a method of determining synchronous reactance in the axes d and q for a synchronous motor with salient poles based on measuring basic electrical quantities in the state of synchronous work. The admissible operating range of the machine was discussed. The motor with salient poles was described by means of a phasor diagram. The author presented dependencies which allow to determine the solution searched for. The method was presented in a graphical manner. Finally, the author discussed the possibility to reduce the search range of available solutions.

Wyznaczanie zakresu regulacji mocy biernej silnika z biegunami jawnymi na podstawie pomiarów stanu pracy synchronicznej

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania reaktancji synchronicznych w osi d i q dla silnika synchronicznego z biegunami jawnymi na podstawie pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych w stanie pracy synchronicznej. Omówiono dopuszczalny zakres pracy maszyny. Zaprezentowano opis silnika z biegunami jawnymi za pomocą wykresu wskazowego. Przedstawiono zależności umożliwiające wyznaczenie poszukiwanego rozwiązania. Zaprezentowano graficzną ilustrację metody. Omówiono możliwość ograniczenia zakresu poszukiwań dostępnych rozwiązań.

JAROSŁAW TOKARCZYK, JAN KANIA

Systems and tracks of self-powered suspended monorails for transportation of people in horizontal workings and workings with inclination up to 45°

The article presents the number of transport systems and the length of the routes on which people are transported in Polish mines. A legal status in Poland and China and the guidance of the Regional Office of Arnsberg in Germany were presented. The actual speed as a function of time recorded during exploitation of the suspended monorail in the mining conditions is shown. A technical potential maximum velocity of the suspended drivetrains is identified. Extended criterial model for assessment of effects of overloads to operators and transported team as well as algorithm for identification of effects of dynamic overloads are presented. Example of simulation result, i.e. behaviour of virtual model of Hybrid III dummy during its transportation in a cabin on a curve, is given.

Układy i trasy transportu kolejkami podwieszonymi z napędem własnym do przewozu ludzi w wyrobiskach poziomych oraz pochyłych o nachyleniu do 45°

W artykule przedstawiono liczbę układów transportowych i długości tras, na których prowadzona jest jazda ludzi. Zaprezentowano stan prawny obowiązujący w Polsce i Chinach oraz wytyczne Okręgowego Urzędu Arnsberg w Niemczech. Zamieszczono rzeczywiste prędkości jazdy w funkcji czasu, zarejestrowane podczas eksploatacji kolejki podwieszonej w zakładzie górniczym. Określono techniczne możliwości prędkości maksymalnej dla wybranego ciągnika kolejki podwieszonej. Przedstawiono rozszerzony model kryterialny do oceny skutków przeciążeń oddziałujących na operatorów i przewożoną załogę oraz algorytm identyfikacji skutków przeciążeń dynamicznych. Zaprezentowano przykładowe wyniki symulacji – zachowanie się wirtualnego modelu manekina Hybrid III podczas jazdy kabiną osobową na zakręcie.

W. KOSTENKO, T. KOSTENKO

Quality estimation of influence of energy resources extraction on environment in Ukraine

The article features the impact of technological extraction processes of basic Ukrainian energy resources on the environment – i.e. coal and gas extracted by means of open mining, underground mining and bore mining. The authors discuss qualitative indicators of the negative impact of preparation and mineral extraction processes on different biosphere components. The article presents a comparative table of the impact indicators, like the nature, size and duration for different extraction methods. Finally, prospective ways were shown how to develop the energy resources base in Ukraine.

Ocena jakościowa wpływu wydobycia nośników energii na środowisko naturalne Ukrainy

W artykule przedstawiono wpływ na środowisko naturalne procesów technologicznych wydobycia głównych ukraińskich zasobów energetycznych – węgla i gazu – sposobem odkrywkowym, podziemnym i otworowym. Przytoczono jakościowe wskaźniki negatywnego wpływu procesów udostępnienia i wydobycia kopaliny na różne składniki biosfery. Przedstawiono tabelę porównawczą wskaźników oddziaływania, takich jak charakter, wielkość i czas trwania w różnych procesach wydobycia. Ukazano potencjalne sposoby rozwoju bazy zasobów energetycznych Ukrainy.

V.N. SHOFFA, V.N. CICERJUKIN, B. MIEDZINSKI, A. KOZLOWSKI, J. WOSIK

Miniature ball contact sensor for locating singular points of a control magnetic field

The article presents the results of research (obtained by use of a specially developed contact sensor) regarding the completion of singular points of the spatial magnetic field for selected systems of miniature relays controlled by coils and/or permanent magnets. The authors have shown that appropriate formation of the control magnetic field ensures a high degree of integration and miniaturization of the structure of electromagnetic contact systems.

Miniaturowy czujnik stykowy do lokalizacji punktów osobliwych magnetycznego pola sterującego

Artykuł przedstawia wyniki badań (uzyskane za pomocą specjalnie zaprojektowanego czujnika kontaktowego) dotyczące realizacji pojedynczych punktów przestrzennego pola magnetycznego dla wybranych systemów miniaturowych przekaźników sterowanych przez cewki lub magnesy stałe. Pokazano, że właściwy sposób tworzenia pola magnetycznego zapewnia wysoki stopień integracji i miniaturyzacji konstrukcji zestykowych systemów elektromagnetycznych.

Nr 2/2016 (528)

MARIAN HYLA

Impact of voltage dips on the operations of a high-power synchronous motor with a reactive power

Controller

The article presents the impact of voltage dips on the operations of a synchronous motor in the state of synchronism. The following characteristics were determined: static characteristics of the load angle depending on power voltage and excitation current for a GAe – 1716t/01 high-power motor. The results of simulation tests of dynamic states were presented. Finally, it was investigated whether it is justifiable to force excitation current during voltage dips in order to keep the motor in the state of synchronous work.

Wpływ zapadów napięcia na pracę silnika synchronicznego dużej mocy z regulatorem mocy biernej

W artykule przedstawiono wpływ zapadów napięcia na pracę silnika synchronicznego w stanie synchronizmu. Wyznaczono charakterystyki statyczne kąta mocy w zależności od napięcia zasilania oraz prądu wzbudzenia dla silnika dużej mocy typu GAe -1716t/01. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych stanów dynamicznych. Rozpatrzono zasadność forsowania prądu wzbudzenia podczas zapadów napięcia w celu utrzymania silnika w stanie pracy synchronicznej.

SEBASTIAN IWASZENKO

Using GPU acceleration in solving selected kinetic coal gasification models

Coal gasification is recognized as one of clean coal technologies. Though it has been known for a relatively long time, its complexity still challenges scientists all over the world. One of the tools used in the research is simulation. The presented work investigates the capabilities of using GPGPU in modeling coal gasification. The selected set of models is used (volumetric, non-reactive core and Johnson’s). The models as well as numeric solution methods were implemented as a sequential and parallel code. The execution time for both methods was investigated and the speedup for the parallel code determined. The influence of mathematical function call in the GPU code was also checked. The results show that for all models the parallel code gives significant speedup over the serial counterpart, as long as a reasonably large equation set is used. Therefore, using a dedicated GPU code for coal gasification simulations is highly recommended, whenever big systems of ODE have to be solved.

Użycie akceleracji GPU do rozwiązywania wybranych modeli kinetycznych gazyfikacji węgla

Gazyfikacja węgla uznawana jest za jedną z tzw. czystych technologii węglowych. Chociaż jest znana już względnie długo, jej złożoność wciąż pozostaje wyzwaniem dla naukowców na całym świecie. Jednym z narzędzi używanych w badaniach jest symulacja. W pracy zbadano możliwości użycia GPGPU w modelowaniu gazyfikacji węgla. Użyto wybranego zbioru modeli (objętościowego, rdzenia bezreaktacyjnego i Johnsona). Modele oraz metody rozwiązań numerycznych zaimplementowano jako kod szeregowy i równoległy. Zbadano czas realizacji obydwu metod oraz określono przyspieszenie kodu równoległego. Sprawdzono również wpływ wywołania funkcji matematycznej w kodzie GPU. Wyniki wskazują, że dla wszystkich modeli kod równoległy powoduje znaczne przyspieszenie obliczeń w stosunku do odpowiednika szeregowego, pod warunkiem, że użyje się wystarczająco dużego zbioru równań. Dlatego zaleca się użycie dedykowanego kodu GPU do symulacji gazyfikacji węgla w każdym przypadku, gdy wymagane jest rozwiązanie dużych systemów ODE.

LESZEK KASPRZYCZAK, PAWEŁ SZWEJKOWSKI, MACIEJ CADER

Robotics in mining exemplified by Mobile Inspection Platform

The paper presents the Mobile Inspection Platform (MPI) – the innovative solution in the area of safety in underground coal mining. The robot is equipped with devices and sensors that allow the safe exploration and monitoring of these mine regions, that have environmental conditions which are potentially dangerous for a worker. The paper describes in details also the process and results of tests conducted in the Central Mines Rescue Station (CSRG).

Robotyzacja kopalń na przykładzie Mobilnej Platformy Inspekcyjnej

Artykuł przedstawia Mobilną Platformę Inspekcyjną – innowacyjne rozwiązanie w zakresie poprawy bezpieczeństwa w górnictwie węgla kamiennego. Robot w swoim wyposażeniu posiada oprzyrządowanie, pozwalające na bezpieczną eksplorację i monitorowanie tych rejonów kopalni, w których panują potencjalnie niebezpieczne dla człowieka warunki środowiskowe. Artykuł opisuje szczegółowo nie tylko wyposażenie urządzenia, ale także przebieg i wyniki testów w Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego.

1. KHOMENKO, E. KHOMENKO, G. BAGLIUK, BOGDAN MIEDZIŃSKI, ARTUR KOZŁOWSKI

Investigation of correlation between physical properties and microstructure geometrical parameters of Cr-Cu composite material used for vacuum arcing contacts

A new microstructure quality index is proposed, suitable for Cr-Cu system metal-matrix materials used for arc-suppressing electrical contacts of vacuum switches for high voltages (10-36 кV) and high currents (20-100 кА). Based on the example of some physical properties of the Cr-50Cu composite and its microstructure geometrical parameters it was shown that there is strong correlation between the strengthening phase distribution character, electrical conductivity and mechanical characteristics obtained under the strain test. It was ascertained that the proposed index of accordance of structure to the regular one, rationed to the size of strengthening phase particles and fractal dimension of material microstructure, were strongly related to yield strength and electric conductivity (correlation coefficient reaches 0.98 … 0.99).

Badanie współzależności między właściwościami fizycznymi a parametrami geometrycznymi mikrostruktur kompozytu Cr-Cu używanego w próżniowych zestykach opalnych

W artykule zaproponowano nowy wskaźnik jakości mikrostruktury, odpowiedni dla metalowych materiałów kompozytowych używanych w elektrycznych zestykach gaszących przełączników próżniowych przy wysokich wartościach napięcia (10-36 kV) i natężenia prądu (20-100 kA). Na przykładzie niektórych własności fizycznych kompozytu Cr-50Cu i parametrów jego mikrostruktur geometrycznych wykazano silną współzależność pomiędzy cechami rozdzielczości fazy wzmocnienia, przewodnictwem elektrycznym i charakterystyką mechaniczną uzyskaną podczas testów naprężeniowych. Stwierdzono, że zaproponowany wskaźnik regularności, znormalizowany wskaźnik regularności i wymiar podobieństwa są wyraźnie skorelowane z wytrzymałością mechaniczną i przewodnictwem elektrycznym (współczynnik korelacji liniowej na poziomie 0,98 – 0,99).

PIOTR MAZIK, GRZEGORZ GALOWY, ŁUKASZ WRÓBEL

Monitoring and prediction of seismic hazards in a mining geophysics station

The article features new functions of a dispatching system designed for mining geophysics stations. A number of functions were presented: those enabling to determine and interpret so-called passive tomography maps and those of a new innovative solution which is based on computational intelligence methods for predicting the EPZ energy in each excavation.

Monitorowanie i prognozowanie zagrożeń sejsmicznych w kopalnianej stacji geofizyki górniczej

W artykule przedstawiono nowe funkcje systemu dyspozytorskiego przeznaczonego dla górniczych stacji geofizycznych. Przedstawiono funkcje związane z możliwością wyznaczania i interpretacji map tomografii pasywnej oraz nowego innowacyjnego rozwiązania polegającego na zastosowaniu metod inteligencji obliczeniowej do prognozowania tzw. energii EPZ w każdym z wyrobisk.

KAZIMIERZ MIŚKIEWICZ, ANTONI WOJACZEK

How to assess and improve the quality of voice services in telephone communication and alarm systems in mines

The article presents selected objective and subjective methods to assess the quality of voice services in telephone communication. The authors described the impact of the line and acoustic echo phenomena and ambient noise on the functions of telephone communication systems with respect to the speakerphone mode. Additionally, they discussed the possibilities to apply digital technology to improve the quality of voice services in telephone communication and alarm systems.

Możliwości oceny i poprawy jakości usług głosowych w kopalnianych systemach łączności telefonicznej i alarmowej

Przedstawiono wybrane metody oceny jakości usług głosowych w telefonii z uwzględnieniem metod subiektywnych i obiektywnych. Opisano wpływ zjawiska echa akustycznego i liniowego oraz hałasu otoczenia na funkcjonowanie systemów łączności telefonicznej z uwzględnieniem trybu głośnomówiącego. Omówiono możliwości zastosowania techniki cyfrowej dla poprawy jakości usług głosowych w kopalnianych systemach łączności telefonicznej i alarmowej.

JOACHIM PIELOT, WOJCIECH PIELUCHA

Analysis of effects of coal enrichment in jigs at changing grain composition of the feed

One of the basic coal preparation processes is coal preparation in water pulsating jigs. The efficiency of coal preparation depends on the washability of the raw coal feed and the shape of partition curves which, in turn, depend on the grain composition of the feed. Thus, when the grain composition changes, it is necessary to change the partition density of the jig (by changing the reception intensity of the undersized product) [2, 6]. The authors of the article attempted to estimate, tentatively, how an on-line analysis of the feed grain composition, in technological configurations with one or two jigs that successively prepare the concentrates, can improve the preparation efficiency with respect to the dynamic properties of the jig. The jig is an inertial object with time delay – transport delay. However, preparation processes of minerals have a non-linear character [4, 12] – equivalent parameters of the object are different for positive and negative changes in the set value. Dynamic effects of preparation were presented with respect to changes in the grain composition.

Analiza efektów wzbogacania węgla w osadzarkach przy zmianach składu ziarnowego nadawy

Jednym z podstawowych procesów przeróbki węgla jest wzbogacanie w osadzarkach wodnych. Efekty tego procesu zależą od wzbogacalności węgla surowego oraz od składu ziarnowego nadawy. Przy zmianie składu ziarnowego, aby zachować stałą zadaną jakość koncentratu, konieczna jest zmiana gęstości rozdziału w osadzarkach (poprzez zmianę natężenia przepływu produktu dolnego). W artykule podjęto próbę wstępnego oszacowania, w jakim stopniu analiza składu ziarnowego nadawy (w trybie on-line) do układów technologicznych – jednej osadzarki oraz dwóch osadzarek wzbogacających posobnie – może poprawić efektywność wzbogacania, uwzględniając własności dynamiczne osadzarki. Osadzarka ma charakter obiektu inercyjnego z opóźnieniem czasowym – transportowym. Przedstawione zostały dynamiczne efekty wzbogacania przy zmianach składu ziarnowego nadawy.