Szacowanie ilości metanu wytworzonego i zakumulowanego w nisko uwęglonych pokładach węgla na przykładzie złoża Oświęcim-Polanka (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)

• Autorzy: Kędzior S.

Warianty tytułu

EN

Estimation of a quantity of generated and accumulated methane in low rank coal seams in example of Oświęcim-Polanka deposit (the Upper Silesian Coal Basin)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano próby skalkulowania ilości metanu wytworzonego w nisko uwęglonych pokładach węgla złoża Oświęcim-Polanka na podstawie ubytku części lotnych oraz ilości metanu zakumulowanego w tym złożu stosując metodykę obliczania zasobów metanu praktykowaną w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (metoda objętościowa). Do tej pory nie obliczono zasobów metanu jako kopaliny towarzyszącej dla omawianego złoża z powodu niewielkich wartości metanonośności pokładów węgla, dlatego jest to pierwsza tego typu kalkulacja. W wyniku dokonania obliczeń i porównania wartości okazało się, że w omawianym złożu zostało zakumulowane ok. 11% metanu wytworzonego. Przeanalizowano także pojemność gazową pokładów węgla na podstawie izotermy sorpcji opracowanej dla sąsiedniego obszaru kopalni Brzeszcze. Pojemność gazowa jest o ok. połowę mniejsza od ilości metanu wytworzonego, co oznacza, że znaczna ilość metanu musiała opuścić macierzyste węgle i przemieścić się w inne partie złoża lub do atmosfery. Wykazano również znaczne niedosycenie pokładów metanem na poziomie 50-80%. Procesy te rzutują na współczesny rozkład metanonośności pokładów węgla w badanym obszarze i obecność rozległej odgazowanej strefy naturalnej desorpcji do głębokości ok. 500 m od stropu karbonu, co ma duże znaczenie zarówno dla planów wydobycia węgla w tym rejonie (w warunkach niemetanowych), jak i dla poszukiwania metanu jako alternatywnej dla węgla kopaliny.

EN

The paper presents an attempt of calculation of a quantity of generated methane in low rank coal within Oświęcim-Polanka deposit based on the volatiles loss and also a quantity of accumulated methane in this deposit applying the method of calculation of coalbed methane resources practiced in the Upper Silesian Coal Basin (volumetric method). The coalbed methane resources as an accompanying commodity have not been calculated so far for this area because of too low values of methane content, thus it is a first calculation. The results of these calculations reveal that only 11% of generated methane was accumulated in investigated deposit. The sorption capacity of coals was analyzed based on the sorption isotherm created for the neighbouring area of Brzeszcze mine. This analyze shows that sorption capacity of examined coals is half the quantity of generated methane, what means, that much amounts of methane had to leave the matrix coals and moved to other parts of the deposit or into the atmosphere. It also showed, that coal seams are much undersaturated with methane on a level of 50-80%. These processes influence the nowadays distribution of coalbed methane in the investigated area and also the presence of natural, vast degassed zone reaching the depth of about 500 m beneath the top of Carboniferous strata, what is quite important for the plans of future coal exploitation (in outgassed conditions) and also for the exploration of coalbed methane as an alternative commodity for a coal.

Słowa kluczowe

PL

metan; metanonośność; stopień uwęglenia; Oświęcim-Polanka; Górnośląskie Zagłębie Węglowe

EN

methane; methane content; coal rank; Oświęcim-Polanka; Upper Silesian Coal Basin

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 56, nr 2
• Strony: 54--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

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 28.02.2015 r. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, 2015 (http://geoportal.pgi.gov.pl/)
• [2] 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. Red: R. Ney, M. Kotarba, Centrum PPGSMiE PAN, 1995, Kraków, s. 159–167
• [3] Jureczka J., Dopita M., Gałka M., Krieger W., Kwarciński J., Martinec P., Atlas geologiczno-złożowy polskiej i czeskiej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Państwowy Instytut Geologiczny, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, 2005
• [4] Karwasiecka M., Atlas geotermiczny Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 1996
• [5] Kędzior S., Accumulation of coalbed methane in the south-west part of the Upper Silesian Coal Basin (southern Poland). International Journal of Coal Geology v. 80, 2009, s. 20-34
• [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, nr 88, Kraków, 2014, s. 119 – 134
• [7] Kędzior S., Methane contents and coal-rank variability in the Upper Silesian Coal Basin, Poland. International Journal of Coal Geology, zaakceptowane do druku, 2014
• [8] Kędzior S., Jelonek I., Reservoir parameters and maceral composition of coal in different Carboniferous lithostratigraphical series of the Upper Silesian Coal Basin, Poland. International Journal of Coal Geology, v. 111, 2013, s. 98-105
• [9] Kędzior S., Kotarba M. J., Pękała Z., Geology, spatial distribution of methane content and origin of coalbed gases in Upper Carboniferous (Upper Mississippian and Pennsylvanian) strata in the south-eastern part of the Upper Silesian Coal Basin, Poland. International Journal of Coal Geology, v. 105, 2013, s. 24-35
• [10] Kotarba M., Wpływ czynników geologicznych na akumulację gazów górnego karbonu południowej części ROW-u w świetle badań izotopowych. Zeszyty Naukowe AGH, Seria: Górnictwo, z. 110, AGH, Kraków, 1980, s. 61-69
• [11] Kotarba M. J., Composition and origin of gases in the Upper Silesian and Lublin Coal Basins, Poland. Organic Geochemistry, v. 32, 2001, s. 163–180
• [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. Red. R. Ney, M. Kotarba, Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995, s. 7–24
• [13] 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. Red. R. Ney, M. Kotarba, Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995, s. 175–180.
• [14] Kotas A., Kwarciński J., Jureczka J., Methods of the estimation of coal bed methane reserves in the Silesia Coal Basin. In: Workshop on the “Recovery and End-Use of Coal Bed Methane”, Katowice, 1992
• [15] 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, Red. R. Ney, M. Kotarba, Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 1995, s. 99–113
• [16] Kwarciński J., Hadro J., Metan pokładów węgla na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przegląd Geologiczny, t. 56, nr 6, 2008, s. 485–490
• [17] Wiej H., Dokumentacja geologiczna złoża węgla kamiennego rejonu Oświęcim-Polanka w kategorii C 2 . Narodowe Archiwum Geologiczne, 1986 r. (niepubl.)