Gospodarcze wykorzystanie metanu z odmetanowania pokładów węgla polskich kopalń węgla kamiennego

• Autorzy: Nawrat S. , Kuczera Z. , Łuczak R. , Napieraj S. , Życzkowski P.

Warianty tytułu

EN

Economic utilization of methane from coal bed drainage in Polish hard coal mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metan towarzyszący eksploatacji węgla kamiennego w kopalniach głębinowych ze względu na wybuchowość stanowi poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa załóg i ruchu zakładów górniczych. W kopalniach podstawowymi metodami opanowania zagrożenia metanowego są: - intensywne przewietrzanie wyrobisk górniczych, - odmetanowanie pokładów węgla. Metanowość bezwzględna polskich kopalń węgla kamiennego jest bardzo wysoka i w 2004 roku wynosiła ponad 825 mln m3 CH4, przy czym podziemnym odmetanowaniem ujęto ok. 250 mln m3 CH4. Metan z pokładów węgla kopalń jest odprowadzany w procesach przewietrzania i odmetanowania na powierzchnię. Metan odprowadzany w powietrzu kopalnianym, a także metan odprowadzany z instalacji odmetanowania na powierzchni do atmosfery, ze względu na brak możliwości jego pełnego wykorzystania gospodarczego przyczynia się do powstawania "efektu cieplarnianego", który jest niekorzystnym zjawiskiem ekologicznym. Gaz z odmetanowania może być wykorzystywany jako paliwo niskometanowe w różnego rodzaju instalacjach ciepłowniczo-energetycznych np. w kotłach z palnikami gazowymi, silnikach i turbinach gazowych. W Polsce gaz niskometanowy jest wykorzystywany jako paliwo w wielu instalacjach energetycznych np. w Jastrzębskiej Spółce Węglowej SA, jednakże globalny wskaźnik gospodarczego wykorzystania metanu ujętego odmetanowaniem z pokładów węgla polskich kopalń jest niski i wynosi tylko 53%. Przeprowadzona analiza wykazała możliwości dalszego wykorzystania metanu z odmetanowania jako paliwa, przy czym konieczne jest podjęcie w najbliższej perspektywie następujących działań kierunkowych. Dalszą poprawę stopnia wykorzystania metanu ujętego przez odmetanowanie pokładów węgla (obecnie jeszcze około 42% metanu jest odprowadzane do atmosfery), jako paliwa dla: - kotłów węglowych z palnikami gazowymi, - kotłów gazowych, - silników gazowych dla wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej. Wdrożenie na skalę przemysłową instalacji i technologii do oczyszczania gazu z odmetanowania, będącego mieszaniną metanowo-powietrzną, z powietrza, pozwoli uzyskać paliwo o parametrach handlowych (ok. 96% CH4) nadające się do powszechnego stosowania w instalacjach gazowniczych. Ograniczenie emisji metanu z pokładów węgla w czasie procesów wydobycia węgla do wyrobisk górniczych poprzez zintensyfikowane odmetanowanie, przy czym warunkiem koniecznym jest stworzenie możliwości gospodarczego wykorzystania ujętego gazu nisko-metanowego jako paliwa w instalacjach ciepłowniczo-energetycznych.

EN

Methane occurs in coal exploitation for the sake of explosion is the biggest threats for mining crew's and for production. In coal mines basic method for reduce methane threats are: - intensive ventilation of excavations, - drainage. Methaneted in Polish coal mines is very high, in year 2004 - 825 m3 CH4, drainage - 250 m3 CH4. Coal bed methane is move by ventilation process from underground to the atmosphere. Methane moved by ventilation process, and drainage in view of lack possibility for full use, cause greenhouse effect unprofitable ecological effect. Methane from drainage can be use as low concentration fuel for heat plant, eg. gas turbine, gas engines, heat boilers. In Poland low concentration methane is use in a lot of plants e.g. Jastrzębie Coal Company, but global economical index is only 53%. Analyse show possibility of use low concentration methane from coal bed drainage, but necessary is take activity in following ranges improvement of use low concentration methane from coal bed drainage (still about 42% methane is send to atmosphere) as fuel for: gas burners carbon boilers, carbon boilers, gas engines for heat and electrical power. Accustoming on industrial scale installation and technology for clean-up of gas from drainage, there be air-methane mixture, from air, that will allow to get fuel about business parameters (96% CH4) for general application in gas installations. Limitation of methane emission from coal bed in mining process by use intensive drainage systems, but indispensable condition is possibility of use low concentration methane as fuel in heat and electrician plants.

Słowa kluczowe

PL

metan; odmetanowanie kopalń; kopalnie; wentylacja kopalń; wykorzystanie metanu

EN

methane; coal mines; coal mines ventilation; methane utilisation; drainage

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 30, z. 2
• Strony: 35--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nawrat S.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Kuczera Z.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Łuczak R.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Napieraj S.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Życzkowski P.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Drzymała Z., Gniewek-Grzybczyk B. : Energetyka cieplna i gazowa. Obsługa i eksploatacja urządzeń, instalacji i sieci. Kraków, 2001
• [2] Gembalczyk J., Jaksa Z., Kowacki N., Tabaka A.: Metan źródłem energii elektrycznej i ciepła na przykładzie KWK „Budryk”. Materiały Konferencyjne Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2005
• [3] Kalina J., Skorek J.: Energetyczne wykorzystanie metanu z pokładów węgla likwidowanych kopalń. Przegląd Górniczy, nr 7-8, 2003
• [4] Materiały udostępnione przez ZPC „Żory” sp. z o.o.
• [5] Materiały udostępnione przez JSW SA
• [6] Skorek J.: Ocena efektywności energetycznej i ekonomicznej gazowych układów kogeneracyjnych małej mocy. Gliwice, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2002
• [7] Taut A.: Sposób na metan. Zagospodarowanie metanu w Kopalni Węgla Kamiennego „Krupiński” w Suszcu. Środowisko, 21(309), 2005
• [8] Tor A., Gatnar K.: Ujęcie i gospodarcze wykorzystanie metanu pokładów węgla z obszaru górniczego Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A w skojarzonych układach energetyczno-chłodniczych. Proceedings of International Conference „Geothermal Energy in Underground Mines”. Ustroń. November 21-23, Poland 2001
• [9] Recknagel H, SprengerE., Honneman W., Schramek E.: Poradnik. Ogrzewnictwo i klimatyzacja. EWFE 1994
• [10] Raporty Roczne (1986-2004) o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Katowice, GIG 1986-2004
• [11] http://www.karbonia.pl, 20.12.2005
• [12] http://www.powersolution.pl/silniki/, 20.12.2005