Wpływ emisji metanu usuwanego z kopalń węgla kamiennego za pośrednictwem szybów wentylacyjnych na stan powietrza atmosferycznego

• Autorzy: Swolkień J.

Warianty tytułu

EN

Influence of the emission of methane disposed from ventilation shafts of hard coal mines on the state of atmospheric air

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metan CH4 jest gazem, który pierwotnie powstaje w skutek beztlenowego rozkładu materii organicznej w układach biologicznych, jak również ze źródeł antropogenicznych. W 2014 roku emisja metanu wynosiła 41,33 miliony ton ekwiwalentu CO2 i w porównaniu do roku bazowego (1988) była mniejsza o 46,1%. Jednocześnie metan, podobnie jak CO2, został uznany przez Międzynarodowy Panel do Spraw Zmian Klimatu (IPCC) jako gaz cieplarniany, czyli substancję pochłaniającą promieniowanie podczerwone, a co za tym idzie przyczyniającą się do globalnego ocieplenia. Zgodnie z IPCC stężenie metanu w atmosferze przez ostanie 250 lat wzrosło o około 162 %, a obecnie połowa jego bieżącego strumienia emitowana do atmosfery pochodzi ze źródeł antropogenicznych, czyli tych na które największy wpływ ma działalność człowieka. Jednym z głównych źródeł wydzielania się metanu do atmosfery jest górnictwo. Pol-ska obok Chin, USA, Ukrainy, Rosji i Australii należy, z udziałem około 2,7%, do największych emiterów metanu w sektorze górnictwa węglowego, który w 2010 roku był odpowiedzialny za około 8% światowej antropogenicznej produkcji metanu. Zarządcy kopalń zobligowani są do ujmowania metanu w celu zapewnienia bezpiecznych warunków pracy załóg górniczych. Ujęty metan może zostać zagospodarowany lub wypuszczany do atmosfery (VAM). Biorąc jednak pod uwagę rozliczne źródła emisji metanu, oszacowanie jego ilości z poszczególnych źródeł obarczone jest bardzo dużą niepewnością, co z kolei utrudnia dokładne prognozowanie zmian klimatycznych. Aby rzetelnie przewidzieć zmiany klimatu i pomagać w egzekwowaniu konwencji politycznych w zakresie unikania emisji gazów cieplarnianych, konieczna jest odpowiednia wiedza na temat źródeł i pochłaniania gazów cieplarnianych. Z uwagi na wagę kwestii nasze aktualne rozumienie źródeł i procesów towarzyszących przedostawaniu się metanu do atmosfery jest nadal niewystarczające. Celem niniejszego artykułu jest określenie przyczyn wydzielania się metanu z pokładów węgla kamiennego, a także zobrazowanie jego uwalniania się z szybów wentylacyjnych na przykładzie kopalni składającej się z trzech ruchów.

EN

Methane CH4 is a gas that is primarily produced by the anaerobic decomposition of organic matter in biological systems as well as from anthropogenic sources. In 2014, methane emissions were 41.33 million tonnes of CO2 equivalent and 46.1% less than the baseline year. At the same time, methane, like CO2, has been recognized by the International Panel on Climate Change as a greenhouse gas, a substance that absorbs infrared radiation, and thus contributes to global warming. According to the IPCC, methane concentration in the atmosphere has in-creased by approximately 162% over the past 250 years, and now half of its current stream emitted into the atmosphere comes from anthropogenic sources, the ones most affected by human activity. One of the main sources of methane release into the atmosphere is mining. Poland, along with China, the United States, Ukraine, Russia and Australia, accounts for about 2.7% of the world's largest methane emitters in the coal mining sector, which accounts for around 8% of global anthropogenic methane production in 2010. Mining managers are obliged to capture methane in order to ensure safe working conditions for mining crews. The captured methane can be disposed of or released into the atmosphere (VAM). However, taking into account many sources of methane emissions, estimating its amount from individual sources is burdened with very high uncertainty, which in turn hampers accurate forecasting of climate change. In order to accurately predict climate change and help to enforce policy conventions for avoiding green-house gas emissions, adequate knowledge of the sources and absorption of greenhouse gases is needed. Due to the importance of the issue, our current understanding of the sources and processes accompanying the leakage of methane into the atmosphere is still insufficient. The purpose of this article is to determine the reasons for methane release from hard coal seams, as well as to illustrate the release from ventilation shafts on the example of a mine consisting of three works.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenie atmosfery; emisja metanu z szybów wentylacyjnych; efekt cieplarniany

EN

methane emission from ventilation shafts; anthropogenic air pollution; ventilation air methane

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 7, iss. 1
• Strony: 415--431
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Swolkień J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Górnictwa i Geoinżynierii al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Ballantyne, A. P., Andres, R., Houghton, R., Stocker, B. D., Wanninkhof, R., Anderegg, W., Cooper, L. A., DeGrandpre, M., Tans, P. P., Miller, J. B., Alden, C., and White, J. W. C., 2015: Audit of the global carbon budget: estimate errors and their impact on uptake uncertainty, Biogeosciences, 12, s.2565-2584
• 2. Berger J.,Markiewicz J., Dołęga T. 2010: Influence of Distance of Exploitational Front from Drainage Boreholes on their Efficiency with Use the U Ventilation System. Archives of Mining Sciences, Vol. 55, No 3, s. 561-571, Kraków
• 3. Filipecki J., Janowicz E., Malina Z. 2006: Efektywne metody odmetanowania górotworu w warunkach KWK „Brzeszcze-Silesia” Ruch I „Brzeszcze”. Szkoła Aerologii Górniczej, Kraków
• 4. Główny Instytut Górnictwa 2004-2013: Raporty roczne o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego, 2003-2012. Katowice
• 5. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, 1535, USA .
• 6. Krajowy raport inwentaryzacyjny 2016: „Inwentaryzacja gazów cieplarnianych w Polsce dla lat 1988-2014” Raport syntetyczny, IOŚ-PIB, Raport wykonany na potrzeby Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu oraz Protokołu z Kioto, Warszawa, maj 2016
• 7. Krause E., Łukowicz K. 2004: Odmetanowanie w polskich kopalniach węgla kamiennego osiągnięcia i perspektywy. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo – Techniczna Tąpania 2004 nt. Nowe rozwiązania w zakresie profilaktyki tąpaniowej i metanowej”, 8–10.11.2004, Ustroń
• 8. Roszkowski J., Szlązak N., Szlązak J. 1997a: Odmetanowanie jako środek zwalczania zagrożeń oraz sposób pozyskiwania paliwa. Materiały Konferencyjne Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk 24-28 luty 1997, ISBN: 83-86286-38-5
• 9. Roszkowski J., Szlązak N., Szlązak J. 1997b: Odmetanowanie jako środek zwalczania zagrożenia wybuchami oraz sposób pozyskiwania i wykorzystania etanu w kopalniach węgla kamiennego. Wiadomości Górnicze 10/1997, s. 436-444, ISSN 0043-5120,
• 10. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 czerwca 2016 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych (Dz. U. 2016 poz.949)
• 11. Szlązak N., Borowski M., Obracaj D., 2008a: Kierunki zmian w systemach przewietrzania ścian eksploatacyjnych z uwagi na zwalczanie zagrożeń wentylacyjnych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, tom 24, z. 1/2, Kraków
• 12. Szlązak N., Borowski M., Obracaj D., Swolkień J., Korzec M. 2008b: Metoda oznaczania metanonośności w pokładach węgla kamiennego. Wydawnictwa AGH, Kraków 2011
• 13. Szlązak N., Borowski M., Obracaj D., Swolkień J., Korzec M. 2015: Odmetanowanie górotworu w kopalniach węgla kamiennego Wydawnictwa AGH, Kraków
• 14. Szlązak N., Tor A., Jakubów A. 2002: Analiza ujęcia i wykorzystania metanu w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej S. A. Materiały 2 Szkoły Aerologii Górniczej: Zakopane, 07–11 październik 2002, Kraków: SAG KG PAN, s. 339–355,
• 15. Tor A., Jakubów A., Araszczuk D. 2012: Działania podejmowane w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. mające na celu zwiększenie efektywności odmetanowania. Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2012, Materiały Konferencyjne
• 16. United States Environmental Protection Agency 2006: Global Anthropogenic Non-CO2 Greenhouse Gas Emissions: 1990-2020. Office of Atmospheric Programs Climate Change Division, Washington, June 2006
• 17. WUG 2017: Ocena stanu bezpieczeństwa pracy, ratownictwa górniczego oraz bezpieczeństwa powszechnego w związku z działalnością górniczo-geologiczną w 2016 roku, WUG Katowice 2017

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).