Próba obliczenia ilości metanu wytworzonego i zakumulowanego w kontekście zmienności stopnia przeobrażenia pokładów węgla w rejonie Bzie-Dębina (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)

• Autorzy: Kędzior S.

Warianty tytułu

EN

Attempt of calculation of generated and accumulated methane quantity in the context of variability of coal rank in Bzie-Dębina region (the Upper Silesian Coal Basin)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stopień uwęglenia pokładów wyrażony poprzez zawartość części lotnych (Vdaf) dostarcza szeregu informacji na temat zarówno typu węgla, jak i ilości wytworzonych gazów. W artykule przedstawiono szacunek ilości metanu wytworzonego, zakumulowanego oraz pojemności sorpcyjnej węgla w obszarze Bzie-Dębina, w którego części planowane jest wydobycie węgla koksowego przez Jastrzębską Spółkę Węglową. Jak wynika z obliczeń, w badanym obszarze o powierzchni ok. 40 km2 i rozpoznanej miąższości serii węglonośnej 1000 m wytworzyło się 235 mld m3 metanu, podczas gdy ilość zakumulowanego współcześnie gazu wynosi 7,5 mld m3. Oznacza to, że w badanym obszarze występuje 3,2% metanu wytworzonego. Pokłady węgla występujące w badanym obszarze w danych warunkach ciśnienia i temperatury odpowiadających ich położeniu są w stanie zaadsorbować 26,2 mld m3 metanu, czyli znacznie więcej niż wynosi faktyczna ilość metanu obecnie zakumulowana w złożu. Niedosycenie pokładów metanem sięga 71%. Prawdopodobną przyczyną znacznego niedosycenia pokładów oraz niskiej ilości metanu zakumulowanego w stosunku do wytworzonego jest znacznych rozmiarów odgazowanie serii węglonośnej wywołane erozją kompleksu karbońskiego w mezozoiku i paleogenie. Bezpośredniej zależności pomiędzy stopniem uwęglenia i ilością metanu zakumulowanego nie obserwuje się. Jest jednak możliwy wpływ tzw. II skoku uwęglenia na wielkość metanonośności pokładów przejawiający się pokryciem się maksymalnych ilości metanu w profififilach otworów z odpowiadającym przedziałem Vdaf 23-38%. Obecność metanu w złożu będzie miała wpływ na warunki planowanej eksploatacji węgla.

EN

Coal rank expressed by volatiles (Vdaf) provides range of information about both coal technological type and quantity of generated gases. This paper presents estimation of quantities of generated and accumulated methane as well as sorption capacity of coal in the area of Bzie-Dębina, in part of which exploitation of coal is planned by Jastrzębie Coal Company. Calculations reveal that in the researched area with 40 km2 of surface and recognized thickness of coal-bearing series 1000 m, 235 billion (109) m of methane generated, while only 7.5 billion m3 of methane accumulated in the coal series. It means, that in this area is present 3.2% of generated methane. The coal seams occurring in the area of research in given conditions of temperature and pressure referring to their depth are able to adsorb 26.2 billion m3 of methane or much more than actual quantity of methane accumulated in the deposit. The undersaturation of coal seams with methane reaches 71%. The probable reason of considerable undersaturation of coal seams and low content of accumulated methane in relation to generated one is wide spread of degassing of coal-bearing series caused by erosion of the Carboniferous complex in the Mesozoic and Paleogene periods. Direct dependence between coal rank and content of accumulated methane is not observed, but it is possible the influence of so called the second coalification jump on methane content showing the coincidence of maximum methane quantity in bore-holes profile and Vdaf range of 23-28%. The occurrence of coal-bed methane in Bzie-Dębina deposit will influence the planned coal exploitation.

Słowa kluczowe

PL

metan; stopień uwęglenia; części lotne; Bzie-Dębina; Górnośląskie Zagłębie Węglowe

EN

methane; coal rank; volatiles; Bzie-Dębina; Upper Silesian Coal Basin

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 57, nr 4
• Strony: 46--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Kędzior S.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Sosnowiec

Bibliografia

• [1] Bońda, R., Siekiera, D. Mapa koncesji na poszukiwanie, rozpoznawanie i wydobywanie złóż węgla kamiennego i metanu pokładów węgla na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego według stanu na dzień 29.02.2016 r. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, 2016 (http://geoportal. pgi.gov.pl/)
• [2] Chroszcz, H. Możliwości zwiększenia bazy zasobowej w Jastrzębskiej Spółce Węglowej S.A. Mat. XIX Konf. „Aktualia i perspektywy gospodarki surowcami mineralnymi”. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, 2009, Kraków: 71 – 78, ISBN 978-83-60195-72-7
• [3] Hołda, J., Nodzeński, A., Chudzik, W. Sorpcja metanu na węglach kamiennych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w zależności od ciśnienia i temperatury. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. R. Ney, M. Kotarba (red), Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995: 159 – 167, ISBN 83-86286-65-2
• [4] Kędzior, S. Accumulation of coal-bed methane in the south-west part of the Upper Silesian Coal Basin (southern Poland). International Journal of Coal Geology, 2009 v. 80: 20 – 34, ISSN 0166-5162
• [5] Kędzior, S. Możliwości zagospodarowania metanu występującego w stropowych partiach złóż węgla Bzie-Dębina oraz Gołkowic (Górnośląskie Zagłębie Węglowe). Polityka Energetyczna, 2011, t. 14, z. 1: 197-212, PL ISSN 1429-6675
• [6] Kędzior, S. Potencjał metanotwórczy węgli kamiennych w odniesieniu do ich pojemności sorpcyjnej oraz współczesnej ilości zakumulowanego metanu termogenicznego w złożu Pawłowice (Górnośląskie Zagłębie Węglowe). Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN, 2014, nr 88, Kraków: 119 – 134. ISSN 2080-0819
• [7] Kędzior, S. Przystropowa strefa gazonośna w utworach karbonu południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego – występowanie, parametry zbiornikowe węgla oraz możliwości pozyskania metanu. Wyd. UŚ. Katowice, 2012. ISBN 978-83-226-2093-9, ISSN 0208-6336
• [8] Kędzior, S. Szacowanie ilości metanu wytworzonego i zakumulowanego w nisko uwęglonych pokładach węgla na przykładzie złoża Oświęcim-Polanka (Górnośląskie Zagłębie Węglowe). Górnictwo Odkrywkowe, 2015 LV 2: 54 – 61. ISSN 0043-2075
• [9] Kopp, O.C., Bennett, III, M.E., Clark, C.E. Volatiles lost during coalification. International Journal of Coal Geology, 2000, v. 44: 69–84, ISSN 0166-5162
• [10] Kosakowski, P., Botor, D., Kotarba, M. Próba oceny wielkości erozji i warunków paleotermicznych utworów węglonośnych górnego karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. R. Ney, M. Kotarba (red), Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995: 41 – 51, ISBN 83-86286-65-2
• [11] Kotarba, M., Pękała, Z., Daniel, J., Więcław, D., Smolarski L. Rozkład głębokościowy zawartości metanu i węglowodorów wyższych w utworach węglonośnych górnego karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, R. Ney, M. Kotarba (red), Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995: 175 – 180, ISBN 83-86286-65-2
• [12] Kotarba, M., Ney, R. Węglowodory w utworach węglonośnych górnego karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, R. Ney, M. Kotarba (red), Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995: 7 – 24, ISBN 83-86286-65-2
• [13] Kotarba, M.J., Lewan, M.D. Characterizing thermogenic coalbed gas from Polish coals of different ranks by hydrous pyrolysis. Organic Geochemistry, 2004 v. 35: 615 – 646. ISSN 0146-6380
• [14] Kotarba, M.J., Pluta, I. Origin of natural waters and gases within the Upper Carboniferous coal-bearing and autochthonous Miocene strata in South-Western part of the Upper Silesian Coal Basin, Poland. Applied Geochemistry, 2009 v. 24: 876 – 889, ISSN 0883-2927
• [15] Kotas, A., Kwarciński, J., Jureczka, J. Methods of the estimation of coal bed methane reserves in the Silesia Coal Basin. Workshop on the Recovery and End-Use of Coal Bed Methane, Katowice, 1992
• [16] Kowalski, A., Kotarba, M., Semyrka, G., Model i bilans generowania gazów z pokładów węgla utworów górnego karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W: Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, R. Ney, M. Kotarba (red), 1995, Centrum PPGSMiE PAN, Kraków: 99 – 113. ISBN 83-86286-65-2
• [17] Kruszewska, K., Dybova – Jachowicz, S. Zarys petrologii węgla. Wyd. UŚ, 1997, Katowice, ISSN 0239-6432
• [18] Krzanowska, A. Dokumentacja geologiczna złoża węgla kamiennego Bzie-Dębina 1 w kategorii C1 , C2 . 2005, CAG PIG Warszawa (nie publ.)
• [19] Probierz, K., Marcisz, M, Sobolewski, A. Od torfu do węgli koksowych monokliny Zofiówki w obszarze Jastrzębia (południowo-zachodnia część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Wyd. Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze, 2012, ISBN 978-83-930194-2-7
• [20] Sporek C., Dokumentacja geologiczna złoża węgla kamiennego rej. Bzie-Dębina – warunki gazowe, 1988, Arch. KPG Katowice (nie publ)