Methane emissions from ventilation and degasification systems of hard coal mines in Poland in the years 2001–2010

• Autorzy: Patyńska R.

Warianty tytułu

PL

Emisja metanu z układów wentylacyjnych i odmetanowania kopalń węgla kamiennego w Polsce w latach 2001–2010

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Summarising the statistics of the Annual Report… (2002–2011), it can be stated that between 2001 and 2010 the number of and output from operating hard coal mines in the Polish hard coal mining industry experienced a considerable decrease. Coal output of 102.78 106Mg was reduced to 76.15 106 Mg. The exploitation of seams was realised in 43 mines in 2001, but because of closures and the merging of mines this fell to 29 by 2010. There were 30 Coal Mine Methane (CMM) mines in 2001 producing coal at a level of 72.37 106 Mg, falling to 21 mines producing 52.18 106 Mg of coal by 2010. In spite of this drop in coal production and the decreasing number of mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) in Poland, methane emissions from coal exploitation processes in CMM mines since 2001 increased by about 50 m3/Mg by 2010. Over time, efforts at methane drainage have priduced positive effects. Every year, the quantity of methane captured by methane drainage systems and the quantity of utilised methane increases. The National Greenhouse Inventory (NEIC) 2007, published in 2009, showed there was no detailed data concerning methane emissions from collieries in the Polish mining industry. It was therefore necessary to study and meticulously calculate methane emissions in methane coal mines of the USCB in Poland. The applied methodology for estimating methane emissions from the USCB coal mining industry considered the two basic sources of its emission methane emissions during the mining process and ventilation emission and drainage systems emissions. Such an approach resulted from the Intergovemmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines of 2006. Updating the proposed methods (IPCC 2006) of estimating methane emissions from ventilation systems and degasification systems of hard coal mines (those active and abandoned) in Poland assumes the methane emission factor (EF) is calculated on the basis of methane coal mine output and actual values of methane emisions. Modifying the method of estimating methane emissions during the mining process for Polish coal mines resulted in the equation of methane emissions factor EF. Despite a decrease in coal production between 2001 and 2010, since 2008 the average emission factor from the hard coal industry remains steady at a level of approximately 10 m3 CH4/Mg. The obtained summary results of calculating methane emissions in the Polish coal mining industry throughout the analysed period are from 402–462 Gg (avg. 441.45 Gg).

PL

W latach 2001–2010 produkcja oraz liczba funkcjonujących kopalń węgla kamiennego w polskim górnictwie węgla kamiennego uległa znacznemu zmniejszeniu. Wydobycie węgla ze 102,78 106Mg ograniczono do 76,15 106Mg. Eksploatacja pokładów realizowana w 43 zakładach górniczych w roku 2001, na skutek likwidacji oraz połączenia kopalń, w roku 2010 dotyczyła 29 kopalń. Liczba 30 kopalń metanowych w roku 2001, w których wydobywano węgiel na poziomie 72,37 106Mg, w roku 2010 wynosiła 21 kopalń, produkujących 52,18 106 Mg węgla. Pomimo spadku produkcji węgla oraz malejącej liczby kopalń w Polsce wentylacyjna emisja metanu z procesów eksploatacji węgla kopalń metanowych od roku 2001 wzrosła o około 50 m3/Mg. W miarę upływu lat, wysiłki na rzecz odmetanowania niosą jednak pozytywny skutek. Pomimo wzrostu „strat” metanu w procesie odmetanowania, z roku na rok zwiększa się ilość metanu ujętego systemami odmetanowania. Z rozeznania i przeglądu literaturowego dotyczącego zagadnień związanych z emisją metanu w Polsce wynika, że w 2009 roku opublikowano Raport Krajowej Inwentaryzacji Emisji i Pochłaniania gazów cieplarnianych za rok 2007. Z Raportu Krajowej Inwentaryzacji wynika, że brak jest danych szczegółowych dotyczących wskaźników emisji metanu z kopalń węgla kamiennego dla polskiego górnictwa. W związku z tym, przygotowano i obliczono szczegółowo emisje metanu z kopalń metanowych w Polsce. Zastosowana metodyka szacowania metanu wykonana została dla dwóch podstawowych źródeł jego emisji. Obliczono emisję metanu w trakcie procesu eksploatacji węgla jako emisję wentylacyjną oraz emisję z układów odgazowania. Takie podejście wynikało z wytycznych IPCC z roku 2006. Aktualizacja proponowanych metod IPCC (2006) szacowania emisji metanu z układów wentylacyjnych i z układów odmetanowania kopalń węgla kamiennego (czynnych i zlikwidowanych) w Polsce polega na założeniu, że wskaźnik emisji metanu (EF) obliczamy, opierając się na wydobyciu z koplań metanowych oraz rzeczywistych wielkościach metanowości bezwzględnej. Rezultat modyfikacji metody szacowania emisji metanu z procesów górniczych dla polskich metanowych koplań węgla kamiennego to równanie wskaźnika emisji metanu. W górnictwie polskim, od roku 2008 średni wskaźnik emisji z systemu węgla kamiennego utrzymuje się na stałym poziomie około 10 m3 CH4/Mg. Uzyskane wyniki obliczeń emisji metanu w całym analizowanym okresie lat 2001–2010, mieszczą się w granicach 402–462 Gg (śr. 441,45 Gg).

Słowa kluczowe

EN

mining; coal mine methane; methane emission; emission factor

PL

górnictwo; węgiel kamienny; emisja metanu; wskaźnik emisji

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 29, z. 1
• Strony: 17--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Patyńska R.

• Zakład Tąpań i Mechaniki Górotworu, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] Annual Report… 2002–2011 – Annual Report (for the years 2001–2010) on the State of Basic Natural and Technical Hazards in the Hard Coal Mining Industry. Gaz hazard. Publ. Central Mining Institute, Katowice 2002–2011, p. 20–40.
• [2] Gawlik L. et al., 1994 – Determination of greenhouse gas emission sources connected with the exploitation of the coal system (hard and brown coal) along with the determination of emission factors in sources of the emission system, calculation of emissions for the last year using the indications of the OECD/IPCC methodology and given methodologies of current information updating. National Fund of Environmental Protection, Warsaw (non-published).
• [3] Gawlik L., Grzybek I., 1995 – Methodology of estimation of methane emissions connected with coal exploitation in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. Volume II, Booklet 3, p. 371–393.
• [4] Gawlik L., Grzybek I., 2000 – Investigation results and recommendations for uncertainty reduction and clarity improvement of inventory of fugitive methane emissions from the hard coal system. Workshop: Improvement of National Inventory of Greenhouse Gases in Poland FEWE, Warsaw, p. 1–30.
• [5] Gawlik L., Grzybek I., 2001 – Detailed investigations into emission sources and capture for the inventory of greenhouse gas emissions for 1999 with respect to fugitive emissions from the coal system. Cracow, p. 1–40.
• [6] Gawlik L., Grzybek I., 2002 – Estimation of methane emissions in Polish Basins (Hard Coal System). Polish Academy of Sciences. Publ. IGSMiE. Cracow, p. 1–98.
• [7] Instruction… 2000 – Dynamic prediction of longwall absolute methane emissions (technical hand-book). Instruction of Central Mining Institute No 14, Katowice.
• [8] IPCC 1997 – Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Reference Manual.
• [9] IPCC 2000 – Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National GHG Inventories.
• [10] IPCC 2006 – Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Vol. 2, Energy.
• [11] NAETS 2009 – Database of the National Administrator of the Emissions Trading Scheme, containing information about installations covered by the emissions trading scheme along with data originating from verified reports about the annual CO2 emissions. Institute of Environmental Protection. Warsaw, p. 1–167.
• [12] NEIC 2009 – National inventory of greenhouse gas emissions and absorption for 2007. Report prepared for the needs of the United Nations Framework Convention on Climate Change and Kyoto Protocol. NATIONAL ADMINISTRATOR OF THE EMISSIONS TRADING SCHEME. NATIONAL EMISSIONS INVENTORY CENTRE. Institute of Environmental Protection. Warsaw.
• [13] Kidybiński A., Patyńska R., 2008 – Analysis of gas-geodynamic phenomena in hard coal mines in Poland and in the world. Monograph. Scientific Works of Central Mining Institute, Katowice, p. 1–110.
• [14] Konopko W., ed., 2010 – Conditions of safe exploitation of coal seams threatened by methane, rockbursts and fires. Publ. Central Mining Institute, Katowice, p. 116–110.
• [15] Kwarciński J., et al., 2005 – Assessment of real methane emissions into the atmosphere caused by hard coal exploitation. State Geological Institute, Sosnowiec, p.1–123 (non-published).
• [16] Kyoto Protocol… 1997 – Kyoto Protocol for United Nations Framework Convention on Climate Change. IIIrd C onf. of Paris.
• [17] Order… 2002 – Order of the Minister of Internal Affairs and Administration of 14 June 2002 on natural hazards in mines (Journal of Laws of the Republic of Poland of 1 July 2002, item 841 along with the amendment introduced by the Order of the Minister of Internal Affairs and Administration changing the order on natural hazards in mines (with respect to methane hazard the changes concern the article 12, section 1)).
• [18] Patyńska R., 2010 – Rock mass structure and its influence on gas parameters of deposits in which coal outburst and squealer hazard occur. III Traditional International Colloquium on Geomechanics and Geophysics, Ostavice 06–07.05.2010 r., Czech Republic, Publishers: Akademie ved České republiky, Ustav Geoniky, v.v.i. (Academy of Science of the Czech Republic, Institute of Geonics), Ostrava, p. 207–225.
• [19] Patyńska R., 2012 – Uncertainty in measurement of methane emission activity in CMM in Poland in the years 2001–2010. Mat. XIX International Conference Science of Technical. Publ. Central Mining Insitute, Katowice, p. 287–298.
• [20] SGI 2008 – Balance of resources of minerals and underground waters in Poland. State for the year 2007. State Geological Institute, Warsaw.