Zagrożenie metanowe podczas eksploatacji na warstwy z zawałem stropu pokładów o dużej miąższości

Zagrożenie metanowe podczas eksploatacji na warstwy z zawałem stropu pokładów o dużej miąższości
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

W polskich kopalniach węgla kamiennego obserwuje się zwiększone wydzielanie metanu do środowiska eksploatowanych ścian. Jest to wynikiem zarówno wzrostu koncentracji wydobycia, jak i nasycenia metanem pokładów wybieranych na coraz większej głębokości. Z głębokością zalegania pokładów wiąże się również zmiana ich własności gazowych, co przyczynia się do niewielkiej efektywności stosowania odmetanowania wyprzedzającego eksploatację. Powyższe praktycznie spowodowało zaniechanie stosowania tej metody odmetanowania.

Metody prognozowania zagrożenia metanowego umożliwiają przeprowadzenie wyprzedzającej oceny kształtowania się wydzielania metanu do wyrobisk środowiska projektowanej ściany. Prognozowane wartości umożliwiają identyfikowanie poziomu zagrożenia dla zmieniającej się metanonośności oraz parametrów eksploatacji na wybiegu ściany, pozwalając jednocześnie na określenie niezbędnych wymagań w zakresie doboru sposobu i parametrów przewietrzania oraz profilaktyki (w tym efektywności odmetanowania) dla zakładanego postępu eksploatacyjnego.

Metody prognozowania zagrożenia metanowego, stosowane w kraju i zagranicą, bazują na zbliżonych założeniach, identyfikujących źródła wydzielania metanu do środowiska ściany. Pierwsze metody prognozowania wydzielania metanu do rejonów projektowanych ścian w polskich kopalniach węgla kamiennego zostały opracowane w latach 70., na podstawie zagranicznych metod takich autorów, jak: Schulz, Stuffke, Winter i Patteysky, stosowanych w funkcjonujących w tym czasie kopalniach zachodniej Europy [1, 2]. W metodach tych przyjęto podobny model wydzielania się metanu do rejonu ściany, a mianowicie: wydzielony metan jest sumą metanu pochodzącego z pokładu eksploatowanego oraz pokładów podebranych i nadebranych, w wyniku ich odprężenia i naruszenia równowagi gazowej. Powstanie spękań, nad i pod wybraną przestrzenią pokładu eksploatowanego, powoduje ukierunkowaną, szczelinową migrację metanu z odgazowujących się pokładów podebranych i nadebranych, objętych zasięgiem odprężenia.

Nadmienić należy, że sukcesywne zwiększanie długości ścian, będące wynikiem rosnącej koncentracji wydobycia, znacząco wpłynęło na zwiększenie objętości odprężonego złoża, a tym samym ilości metanu wydzielającego się do zrobów ścianowych. Wpływ koncentracji wydobycia na kształtowanie się zagrożenia metanowego w wyrobiskach środowiska ściany omówiono w publikacjach [3, 5, 10].

W warunkach eksploatacji ścian o dużej koncentracji wydobycia, najczęstszymi przyczynami powstawania błędów, rozbieżności oraz niesprawdzalności prognoz są [6, 7]:

- niewłaściwe określenie zasięgu odprężenia i odgazowania warstw stropowych i spągowych w wyniku wydłużania ścian, a tym samym błędne obliczenie objętości odgazowującego się węgla z pokładów oraz warstw podebranych i nadebranych,
- niedokładne określenie wartości metanonośności pokładu eksploatowanego na projektowanym wybiegu ściany,

- niewłaściwe określenie metanonośności pokładów podebranych i nadebranych, objętych zasięgiem odgazowania.

W metodach prognozowania, stosowanych do 2000 roku, zakładano zasięg odgazowania pokładów na odległość do 120 m w stropie i do 60 m w spągu od pokładu eksploatowanego. W nowej metodzie prognozowania [8] określenie zasięgu odgazowania warstw podebranych i nadebranych jest dokonywane na podstawie takich wartości, jak długość oraz nachylenie ściany.

Wyniki badań prowadzonych w latach 1998-2000 przez Główny Instytut Górnictwa Kopalnię Doświadczalną "Barbara" potwierdziły, że w warunkach wysokiej koncentracji wydobycia w pokładach metanowych udział metanu wydzielającego się do zrobów, w całkowitej ilości metanu wydzielającego się do środowiska ściany, kształtuje się w przedziale 60-80%. Tak znaczna ilość metanu wydzielającego się do zrobów z pokładów podebranych i nadebranych do rejonu ściany w dużym stopniu wpływa na kształtowanie się zagrożenia metanowego, szczególnie w ścianach przewietrzanych sposobem na "U" po caliźnie węglowej. Podczas eksploatacji metanonośność pokładu eksploatowanego, wysokość ściany oraz prędkość urabiania kombajnem wpływają na wielkość wydzielania metanu bezpośrednio do wyrobiska ścianowego.

Podczas eksploatacji pokładów o dużej miąższości na warstwy, w kopalniach "Wujek", "Murcki-Staszic", "Wieczorek", "Mysłowice-Wesoła" i "Bielszowice" stwierdzono, że zagrożenie w ścianie dodatkowo kształtuje dopływ metanu z odprężonej warstwy spągowej. Największą intensywnością wydzielania metanu charakteryzuje się eksploatacja w pierwszej, przystropowej warstwie pokładu. Wydzielanie metanu do środowiska ścian eksploatowanych w kolejnych warstwach jest znacząco mniejsze, z uwagi na ich wcześniejsze odgazowanie. Poziom zagrożenia metanowego w ścianach, eksploatowanych w kolejnych warstwach pokładu o dużej miąższości, sukcesywnie zmniejsza się od warstwy przystropowej do warstwy przyspągowej.

W artykule przedstawiono obliczenia objętości metanu wydzielającego się z warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości, podczas eksploatacji systemem ścianowym na zawał jego warstwy przystropowej. Nie omówiono w nim zależności funkcyjnych stopnia odgazowania, odprężonych eksploatacją, pokładów podebranych.

Stopień odgazowania pokładów w środowisku eksploatowanej ściany

Na stopień odgazowania pokładów w otoczeniu prowadzonej eksploatacji ma wpływ ich odległość od pokładu eksploatowanego, która wraz z metanonośnością kształtuje wielkość desorbowalnych objętości metanu w tych pokładach.

Prowadzenie eksploatacji w pokładach o miąższości 7-10 m, na dwie lub trzy warstwy, wskazało na potrzebę zweryfikowania stosowanych metod prognozowania zagrożenia metanowego dla ścian, ze szczególnym uwzględnieniem stopnia odgazowania warstw spągowych w tych pokładach. Wyniki badań metanonośności pozostawionej warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości, po wyeksploatowaniu warstwy przystropowej, potwierdziły potrzebę zweryfikowania stosowanych do obliczeń prognoz zależności funkcyjnych stopnia odgazowania pokładów nadebranych.

Bazując na wynikach oznaczeń metanonośności uzyskanych z pokładów eksploatowanych w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, stwierdzono, że założenia Schulza, Stuffkena, Wintera, Patteysky’ego i Noacka (rys. 1 i 2) o stuprocentowym odgazowaniu blisko zalegających pokładów lub warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości, po wyeksploatowaniu pierwszej warstwy przystropowej, odbiegają od rzeczywistości i są nieprzydatne przy sporządzaniu prognoz [9]. Przeprowadzone w polskich kopalniach węgla kamiennego badania metanonośności blisko zalegających pokładów nadebranych lub warstwy przyspągowej pokładu o dużej miąższości (po wybraniu warstwy przystropowej) potwierdzają znaczne odgazowanie, jednakże nie według zależności funkcyjnych (rys. 1 i 2). Do rzeczywistych warunków odgazowania blisko zalegających pokładów nadebranych, w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w największym stopniu jest zbliżona zależność funkcyjna stopnia odgazowania opracowana przez Stuffkena (rys. 1 - kolor zielony).

Noack określił, że średni stopień odgazowania pokładu eksploatowanego wynosi 75%, natomiast stuprocentowe odgazowanie występuje w pokładach podebranych do odległości 20 m i pokładach nadebranych do odległości 11 m od tego pokładu (rys. 2).

Autorzy opracowanych zależności funkcyjnych, przedstawionych na rysunkach 1 i 2, uzależniają stopień odgazowania pokładów od rzeczywistej odległości od pokładu eksploatowanego. W polskich metodach prognozowania [1, 8], stopień odgazowania pokładów zależy od wysokości eksploatowanej ściany, sposobu kierowania stropem oraz tzw. odległości umownej, będącej funkcją odległości rzeczywistej od pokładu eksploatowanego. Odległość umowna jest wprost proporcjonalna do odległości rzeczywistej między pokładem eksploatowanym a pokładem podebranym lub nadebranym i odwrotnie proporcjonalna do wysokości eksploatowanej ściany oraz współczynnika zależnego od sposobu kierowania stropem.

Analiza wyników badań metanonośności pokładów podebranych, objętych zasięgiem odprężenia eksploatacyjnego potwierdziła, że w odległości do 5-krotnej wysokości eksploatowanej ściany, pokłady podebrane charakteryzują się bardzo dużym stopniem odgazowania, nawet do 95% [9]. Duży stopień odgazowania blisko zalegających pokładów podebranych prowadzoną eksploatacją, stwierdzony na podstawie analizy wyników badań przeprowadzonych w Głównym Instytucie Górnictwa, jest zbieżny z zależnościami funkcyjnymi autorów zagranicznych, graficznie przedstawionymi na rysunkach 1 i 2. Węgiel pozostawiony w zawale bezpośrednim eksploatowanych ścian wskazuje na znacznie większe odgazowanie, niż węgiel pokładu eksploatowanego po jego urobieniu kombajnem. Węgiel pozostawiony w zrobach z blisko zalegającego pokładu podebranego oddaje metan w długim przedziale czasu, tj. kilku miesięcy. Wyniki badań metanonośności potwierdziły, że po okresie 3 miesięcy stopień odgazowania pokładu, pozostawionego w zrobach zawału bezpośredniego, kształtuje się na poziomie 95% jego metanonośności pierwotnej [9]. Węgiel urobiony kombajnem w ścianie jest transportowany poza rejon eksploatacyjny, a następ nie na powierzchnię, gdzie następuje dalsze uwalnianie się zawartego w nim metanu.

Oznaczenia metanonośności wykonane w ostatnich latach w pokładach o dużej miąższości, częściowo odgazowanych w wyniku wcześniej prowadzonej eksploatacji, tworzą coraz bardziej liczny zbiór, który umożliwił opracowanie funkcji stopnia odgazowania pokładów nadebranych w zależności od odległości od pokładu wyeksploatowanego. Na podstawie wyników oznaczeń metanonośności w odprężonych pokładach węgla aproksymowano funkcję stopnia odgazowania (h) dla pokładów nadebranych (rys. 3): = 75,981 e-0,027 l - 4,799 (1)

gdzie: l - odległość rzeczywista pokładu nadebranego od wyeksploatowanego pokładu odprężającego.

W pokładach o dużej miąższości, wybieranych na warstwy z zawałem stropu, eksploatacja pierwszej warstwy (przystropowej) przyczynia się do częściowego odgazowania pozostałej warstwy spągowej, w przedziale 60-70%. Metanonośność wtórna warstwy spągowej pokładu grubego po wyeksploatowaniu na zawał warstwy przystropowej wynosi więc 30-40% metanonośności pierwotnej.

Stopień odgazowania węgla pokładu lub jego eksploatowanej warstwy, po urobieniu kombajnem, w zależności od metanonośności pierwotnej przedstawia graficznie rysunek 4. Stopień odgazowania warstwy eksploatowanego pokładu (hs) po urobieniu kombajnem, oblicza się wzorem [9]:

hs= 8,354 Mo0,67 (2)

gdzie: Mo - metanonośność pierwotna pokładu eksploatowanego.

W przypadku eksploatacji warstwy drugiej pokładu o dużej miąższości, w miejsce metanonośności pierwotnej Mo, we wzorze (2) podstawia się wartość metanonośności wtórnej Mwt, która ukształtowała się w wyniku odprężenia pokładu wcześniej prowadzoną eksploatacją warstwy przystropowej.

Na rysunku 4, przykładowo, dla pokładu eksploatowanego o wartości metanonośności pierwotnej Mo = 6 m3 CH4/Mgcsw, na osi rzędnych odwzorowano całkowitą wartość stopnia odgazowania węgla tego pokładu, wynoszącą h=48,34%, oraz wartość stopnia odgazowania pokładu w czasie urabiania kombajnem, wynoszącą hs= 27,75%.

Podczas eksploatacji pokładu o dużej miąższości (7-10 m lub więcej) na warstwy, znajomość stopnia odgazowania warstwy spągowej tego pokładu oraz blisko zalegających pokładów pozwala obliczyć ilość metanu wydzielającego się bezpośrednio do ściany oraz jej zrobów. Podczas eksploatacji warstwy przystropowej, strumień metanu pochodzący z odgazowania się warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości przyczynia się do intensywnego wypływu metanu bezpośrednio do wyrobiska ścianowego oraz jej zrobów w bezpośrednim sąsiedztwie obudowy zmechanizowanej. W warunkach przewietrzania ściany sposobem na "U" po caliźnie węglowej ucieczki powietrza migrującego przez zroby ściany wynoszą wydzielający się metan z odprężanej warstwy spągowej bezpośrednio do ściany oraz pośrednio ze zrobów do ściany i chodnika wentylacyjnego.

Badania prowadzone przez autora artykułu są ukierunkowane na zwiększenie dokładności prognoz wydzielania metanu do ściany, przez bardziej dokładne oszacowanie zależności funkcyjnych opisujących stopień odgazowania pokładów podebranych i nadebranych, objętych zasięgiem odprężenia eksploatacyjnego. W niniejszym artykule przeprowadzono ocenę kształtowania się odgazowania warstwy spągowej w pokładach o dużej miąższości, eksploatowanych na warstwy z zawałem stropu. Wydzielanie się metanu z warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości, podczas eksploatacji warstwy przystropowej, ma wpływ na kształtowanie się zagrożenia metanowego w ścianie. Mechanizm wydzielania metanu do środowiska ściany podczas eksploatacji warstwy przystropowej pokładu o dużej miąższości jest nieco inny, niż podczas eksploatacji pokładu o średniej miąższości (na całą miąższość) usytuowanego w otoczeniu pokładów podebranych i nadebranych.

Wydzielanie metanu do ściany podczas eksploatacji pokładów o dużej miąższości na warstwy

Pokłady siodłowe o miąższości 7-10 m i większej są eksploatowane systemem ścianowym na warstwy z kierowaniem stropu na zawał lub podsadzkę hydrauliczną. Eksploatacja takich pokładów na zawał jest prowadzona od warstwy przystropowej do warstwy przyspągowej. Eksploatacja kolejnej z warstw pokładu grubego z zawałem stropu wymaga pozostawienia pod stropem warstwy węgla o miąższości około 0,7 m, celem wyeliminowania jego obwałów i umożliwienia eksploatacji kolejnej warstwy. Pozostawienie w stropie ściany warstwy węgla wpływa na kształtowanie się zagrożenia pożarem endogenicznym w zrobach ścianowych, z tych względów ściany eksploatowane w takich warunkach mogą być przewietrzane jedynie w układzie na "U" po caliźnie węglowej.

Podczas prowadzenia eksploatacji warstwy przystropowej w pokładzie o dużej miąższości następuje, niezależnie od wydzielającego się z niej metanu, znaczący dopływ metanu do wyrobiska ścianowego z warstwy spągowej. Zasięg odgazowania warstw węglowych kształtuje głównie odległość występowania ciśnienia eksploatacyjnego od czoła ściany lc (rys. 5) oraz szerokość przedziału roboczego ściany ls (zależna od wysokości eksploatowanej ściany oraz typu obudowy zmechanizowanej). Obliczenie zasięgu odgazowania pokładów podebranych i nadebranych pozwala na wskazanie tych pokładów, z których metan wydziela się bezpośrednio do wyrobiska ścianowego oraz zrobów. Eksploatacja pierwszej warstwy (przystropowej) pokładu o dużej miąższości jednoznacznie potwierdza dopływ metanu z odprężonej warstwy węgla w spągu ściany, kształtujący zagrożenie bezpośrednio w wyrobisku ścianowym. Ponadto, jak przedstawiono na rysunku 5, zasięgiem odgazowania został objęty cienki pokład podebrany, z którego desorbujący metan w niewielkiej ilości może również dopływać bezpośrednio do wyrobiska ścianowego.

Zasięg odgazowania pokładów podebranych i nadebranych, z których metan przemieszcza się bezpośrednio do wyrobiska ścianowego oblicza się wzorem:

hmin = tg a (ls + lc) = 1,73 (ls + lc) (3)

gdzie:

ls - szerokość przestrzeni roboczej ściany, m,

lc - odległość występowania ciśnienia eksploatacyjnego przed frontem ściany, m,

a - kąt desorpcji wynoszący 60o.

Dla szerokości ściany ls = 4,5 m i odległości ciśnienia eksploatacyjnego od czoła ściany lc wariantowo przyjętej: 1, 2, 3 i 4 m, obliczone wzorem (3) wartości hmin wynoszą odpowiednio: 9,5, 11,2, 13,0 i 14,7 m.

W warunkach eksploatacji pierwszej warstwy przystropowej pokładu grubego o miąższości 7-10 m, oddziaływanie ciśnienia eksploatacyjnego powoduje odprężenie i odgazowywanie się pozostałej warstwy spągowej pokładu. Na wielkość strumienia metanu wydzielającego się do ściany eksploatowanej w warstwie przystropowej mają wpływ następujące czynniki:

- metanonośność pierwotna pokładu eksploatowanego,
- miąższość warstwy węgla pozostawionej w spągu ściany,
- stopień odgazowania warstwy pokładu w spągu,
- postęp eksploatacyjny ściany.

Na podstawie wzoru (1) można obliczyć wartości stopnia odgazowania warstwy spągowej pokładu o metanonośności pierwotnej Mo oraz określić rozkład metanonośności w tej warstwie po wyeksploatowaniu warstwy przystropowej. W tabeli 1 zestawiono wyniki obliczeń stopnia odgazowania warstwy przyspągowej o miąższości 7 m (co 1 m) oraz metanonośności desorbowalnej metanu uwalnianego z każdej tony węgla, w wyniku eksploatacji warstwy przystropowej. Opierając się na wartościach metanonośności desorbowalnej obliczono rozkład metanonośności wtórnej (Mwt) w przekroju pionowym warstwy spągowej (kolumna 5 tabeli 1) przy założeniu, że metanonośność pierwotna (Mo) pokładu wynosi 8 m3 CH4/Mgcsw. Przystępując do eksploatacji warstwy drugiej pokładu, odprężonej eksploatacją warstwy przystropowej, mamy więc do czynienia z ukształtowaną metanonośnością wtórną pokładu (kolumna 6 tab. 1). Po wybraniu warstwy przystropowej (pierwszej), w znaczący sposób obniża się poziom nasycenia metanem pozostałych dwóch dolnych warstw pokładu.

Wyeksploatowanie warstwy przystropowej pokładu, którego całkowita miąższość wynosi 10 m, powoduje znaczące obniżenie wartości metanonośności jego pozostałej, przyspągowej warstwy o miąższości 7 m. Przy założeniu metanonośności pierwotnej pokładu grubego równej 8 m3 CH4/Mgcsw, metanonośność wtórna pozostawionej warstwy będzie mieściła się w przedziale 2,31 - 3,35 m3 CH4/Mgcsw (rys. 6). W wyniku odgazowania się warstwy spągowej pokładu uwalnia się bardzo duża objętość metanu do środowiska eksploatowanych ścian w warstwie przystropowej pokładu.

W czasie eksploatacji warstwy przystropowej pokładu o dużej miąższości, ilość uwalnianego metanu jest iloczynem objętości węgla na 1 m2 odsłoniętego spągu ściany oraz średniej metanonośności desorbowalnej z 1 Mg węgla w spągu (kolumna 4 tab. 1). Dla wartości obliczeń zawartych w kolumnie 5 tabeli 1 oraz 9,1 Mg węgla na 1 m2 odsłoniętej powierzchni warstwy spągowej pokładu o miąższości 7 m, objętość desorbowalnych zasobów uwalnianego metanu z 1 m2 odsłoniętego eksploatacją spągu wynosi 47,05 m3. W tabeli 2 zestawiono wyniki obliczeń prognozowanych desorbowalnych zasobów metanu uwalnianych do środowiska ściany, eksploatowanej w warstwie przystropowej (1) z odprężonej eksploatacją warstwy spągowej o grubości 7 m i metanonośności pierwotnej Mo = 8 m3 CH4/Mgcsw, przy założeniu długości ścian w przedziale 120-240 m i eksploatacyjnych postępach w przedziale 1-5 m/dobę. Wartości prognoz nie uwzględniają metanu wydzielającego się podczas urabiania bezpośrednio do ściany z eksploatowanej warstwy przystropowej oraz innych pokładów podebranych i nadebranych, objętych zasięgiem odprężenia eksploatacyjnego.

Podczas eksploatacji kolejnej warstwy 2 pokładu o dużej miąższości następuje po raz drugi odgazowanie pozostałej warstwy spągowej. Używając wzoru (1) można obliczyć stopień odgazowania h pozostałej warstwy spągowej. W wyniku eksploatacji warstwy 2 średnia metanonośność wtórna warstwy 3 będzie wynosiła 0,93 m3 CH4/Mgcsw. Na skutek dwukrotnego odprężenia i odgazowania warstwy spągowej, eksploatacją kolejno warstwy 1 i warstwy 2, nasycenie metanem będzie kształtowało się na bardzo niskim poziomie.

Podczas eksploatacji pokładów węgla o dużej miąższości na warstwy z zawałem stropu, przy wysokiej ich metanonośności występują warunki sprzyjające kształtowaniu się ekstremalnie wysokiego zagrożenia metanowego w środowisku ścian przy wybieraniu warstwy 1 (przystropowej), na skutek:

- uwalniania metanu podczas urabiania kombajnem warstwy przystropowej,
- wydzielania metanu z pozostałej warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości na skutek jej odprężenia i odgazowania.

Uwalnianie się dużych objętości metanu do wyrobiska ścianowego oraz zrobów ściany, podczas eksploatacji warstwy przystropowej pokładu o dużej miąższości, potęguje kształtowanie się zagrożenia metanowego przy przewietrzaniu sposobem na "U" po caliźnie węglowej. Intensywne wydzielanie metanu do ściany oraz jej zrobów w bezpośrednim sąsiedztwie pola roboczego ściany powoduje "wynoszenie metanu" w rejon skrzyżowania ściany z chodnikiem wentylacyjnym. Przewietrzanie ścian sposobem na "U" po caliźnie węglowej, przy opisanym mechanizmie wydzielania metanu, nie sprzyja uzyskiwaniu wysokiej efektywności odmetanowania. Podczas eksploatacji warstwy przystropowej, spągowe wydzielanie metanu bezpośrednio do wyrobiska ścianowego wymusza skierowanie do ściany odpowiednio dużego wydatku powietrza, co w konsekwencji zwiększa wielkość ucieczek powietrza przez zroby i zmniejsza efektywność odmetanowania zrobów, zwiększając tym samym ilość metanu odprowadzanego do powietrza wentylacyjnego.

Projektowanie eksploatacji w przystropowej warstwie pokładu o dużej miąższości i metanonośności, przy planowanym przewietrzaniu ścian w układzie na "U" po caliźnie węglowej, wymusza przeprowadzenie obliczeń szacunkowej wielkości wydzielania metanu jeszcze przed rozcinką parceli eksploatacyjnej. Uzyskane, szacunkowe wartości prognoz powinny być podstawą do określenia bezpiecznej długości ściany, przy założeniu parametrów przewietrzania i odmetanowania. Uwzględniając powyższe, przy projektowaniu eksploatacji ścianowej z zawałem stropu w pokładach o dużej miąższości i metanonośności na warstwy uznać należy, że dominującym zagrożeniem podczas eksploatacji warstwy pierwszej (przystropowej) będzie zagrożenie metanowe. Przy wybieraniu kolejnych warstw, dominującym staje się zagrożenie pożarem endogenicznym w zrobach ścian wskutek przypinania w stropie warstwy pokładu, umożliwiającej płynne prowadzenie dalszej eksploatacji.

Projektowanie eksploatacji w warunkach współwystępowania zagrożeń metanowego oraz pożarem endogenicznym, charakteryzujących się odmiennym poziomem zagrożenia w kolejno wybieranych warstwach, przy kierowaniu stropem na zawał, wymusza inne niż dotychczas stosowane, systemowe podejście do projektowanej eksploatacji.

Wnioski

1. Projektowanie eksploatacji pokładów o dużej miąższości na warstwy z zawałem stropu wymaga obiektywnej oceny poziomu współwystępujących zagrożeń metanowego oraz pożarem endogenicznym, a w konsekwencji właściwego doboru parametrów projektowanych ścian, jak i odpowiedniej profilaktyki w ich zwalczaniu.
2. Eksploatacja warstwy przystropowej pokładu o dużej miąższości i metanonośności, przy planowanym sposobie przewietrzania na "U" po caliźnie węglowej, wymusza zaprojektowanie optymalnej długości ściany, warunkującej jej bezpieczne prowadzenie.
3. Przedstawione w artykule obliczenia zmiany poziomu nasycenia metanem warstwy spągowej pokładu o dużej miąższości, na skutek eksploatacji jako pierwszej jego warstwy przystropowej, wskazują na znaczące obniżenie zawartości metanu w węglu, wpływające na zmniejszenie wydzielania metanu do ścian eksploatowanych w kolejnych warstwach pokładu.

Artykuł został napisany w wyniku badań i analiz w związku z realizacją zadania badawczego nr 2, w ramach strategicznego projektu badawczego NCBiR, pt. "Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach".

Literatura:

1. Kozłowski B.: Prognozowanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Wyd. "Śląsk", Katowice 1972.
2. Ministerstwo Górnictwa: Wytyczne prognozowania metanowości wyrobisk eksploatacyjnych. 1978.
3. Myszor H.: Prognozowanie zdolności wydobywczych ścian z uwagi na zagrożenie metanowe. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 4, 1997.
4. Noack K.: Control of gas emissions in underground coal mines, Ins. J. Coal Geol. 35, 1998.
5. Cybulski K., Krause E., Łukowicz K.: Wpływ koncentracji wydobycia na kształtowanie się zagrożenia metanowego w wyrobiskach środowiska ściany. Mat. 1 Szkoły Aerologii Górniczej. Wyd. AGH, Kraków 1999.
6. Krause E.: Nowa metoda dynamicznej prognozy metanowości na wybiegu ścian - Polska. Mat. konf. "Metan z pokładów węgla - technologie pozyskiwania i utylizacji". Ustroń 1998.
7. Krause E., Łukowicz K.: Prognoza metanowości bezwzględnej dla ścian o wysokiej koncentracji wydobycia. Mat. konf. Wyd. GIG "Najnowsze osiągnięcia w zakresie przewietrzania kopalń oraz zwalczanie zagrożeń pożarowych, gazowych i klimatycznych". Katowice-Szczyrk 1999.
8. Krause E., Łukowicz K.: Dynamiczna prognoza metanowości bezwzględnej ścian (poradnik techniczny). Instrukcja nr 14. GIG, Katowice 2000.
9. Krause E.: Ocena i zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Prace Naukowe GIG nr 878. Katowice 2009.
10. Krause E.: Wzrost zagrożenia metanowego w ścianach w pokładach metanowych w warunkach rosnącej koncentracji wydobycia. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 1, 2012.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Zagrożenie metanowe podczas eksploatacji na warstwy z zawałem stropu pokładów o dużej miąższości

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!