Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The fluid flow modeling procedure including a critically stressed fracture analysis of coalbed methane reservoir: a case study of Upper Silesian Coal Basin, Poland

Kępiński Michał, Ryder Paweł, Dudek Jacek, Podsobiński Daniel

Geology, Geophysics and Environment

|

2023

|

Vol. 49, no. 1

53--70

EN

The geomechanical modeling turned out to be an essential component of the hydrocarbon exploration assisting reduction of risk of drilling issues and optimization of hydraulic fracturing treatment. This study provides a workflow of critically stressed fracture (CSF) analysis dedicated for coal layers. The main focus of the paper is applying the 1D mechanical models and following modelling of hydraulic fracturing treatment to describe the fracture behavior under the impact of the stresses at the wellbore scale. Another objective of presented study is demonstration of benefits of 1D and 3D CSF analysis to understand fracture contribution to gained volume of hydrocarbon after fracturing of coal seam. Interpretation of fracture orientation and their behavior is vital to effective development of coal bed methane (CBM) resources as the CSF can be responsible for considerable part of CBM production. Natural fractures and faults contribute to fluid flow through rock. It is often noted that natural fractures may not be critically stressed at ambient stress state. However, during stimulation the optimally oriented natural fracture sets have an inclination to become critically stressed. Hence, understanding of the recent stress state and fracture orientations is significant for well planning and fracturing design. The outcome of this study are comprehensive 1D mechanical Earth models (MEMs) for analyzed wells and explanation of behavior of identified CSF under variable stress state as well as understanding of the connectivity of natural fractures within zone subjected to fracturing treatment.

2

Coalification as a process determining the methane adsorption ability of coal seams

Dutka Barbara, Godyń Katarzyna

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 2

181--195

EN

The paper presents the results of a study of methane adsorption on coal samples with various degrees of metamorphism, coming from the Polish and Czech parts of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). The range of coalification of the samples was from bituminous with vitrinite reflectance Ro equal to about 0.5% to para-anthracite coals with Ro equal to over 2%. The methane adsorption capacity was determined at the temperature 303 K for each of the studied coal seams. Methane adsorption isotherms were approximated using the Langmuir model. The relationship between the Langmuir isotherm parameters (am and PL) and the degree of coalification was presented. It was shown that the degree of coalification of the coal substance affects the adsorption ability of coal with respect to methane and determines the value of the Langmuir isotherm parameters. The study was conducted in order to present the distribution of adsorption capacity of Upper Silesian coals in relation to improving work safety in active mines as well as designing technologies that use coal bed methane (CBM) from balance and off-balance resources.

3

Optimization of the distribution of drilling boreholes in methane production from coal seams

Wątor Anna, Chećko Jarosław, Urych Tomasz

Journal of Sustainable Mining

|

2020

|

Vol. 19, iss. 4

272--285

EN

The paper presents an evaluation of methane production from coal seams. The Warszowice-Pawłowice Północ deposit was selected for numerical modelling of methane production. The numerical model was made for a fragment of this deposit of about 2 km2. The numerical model was constructed for 6 seams. Three deposits were selected for simulation of methane production. Three horizontal boreholes were designed within the model area, referring to the existing Suszec19 borehole. A number of simulations related to methane production from the selected deposits were performed. They included different variants of the number of boreholes and also took into account the z-pinnate method. The analyses proved that the most advantageous is the production of 3 directional boreholes simultaneously with the z-pinnate method. For this variant the degree of methane production was 21.9% of the estimated resources.

4

Ocena oddziaływania propelantów na wybrane próbki węgla kamiennego

Hebda Kamil, Habera Łukasz, Frodyma Antoni, Koślik Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 12

768--773

PL

Artykuł powstał na podstawie wyników badań szczelinowania gazowego z wykorzystaniem materiałów wysokoenergetycznych (propelantów) na wybranych próbkach węgla kamiennego w laboratoryjnym silniku rakietowym (LSR). Celem badań było sprawdzenie, czy metoda stymulacji przepływu mediów ze złoża do odwiertu naftowego z użyciem propelantów może być skutecznie stosowana przy niekonwencjonalnych nagromadzeniach węglowodorów, jakimi są złoża metanu z pokładów węgla kamiennego (CBM). Szczelinowanie materiałami wysokoenergetycznymi polega na niedetonacyjnym wykonaniu kilku radialnych szczelin w strefie przyodwiertowej o długości do kilku metrów. Szczeliny powstają w wyniku spalania propelantów, które generują duże objętości gazów prochowych pod wysokim ciśnieniem, przez co zostaje przekroczone ciśnienie nadkładu skał w górotworze. Zakres badań obejmował serię prób szczelinowania gazowego wybranych próbek węgla kamiennego na poligonie doświadczalnym. Zabieg szczelinowania wykonano w laboratoryjnym silniku rakietowym, który standardowo służy do badania właściwości stałych paliw wysokoenergetycznych, jednak na potrzeby testów szczelinowania został odpowiednio zmodyfikowany. Próbki węgla wklejono za pomocą żywicy epoksydowej w specjalne stalowe obudowy, dzięki czemu produkty spalania propelantów mogły ingerować w strukturę węgla – szczelinując go. Do badań wykorzystano inhibitowane małogabarytowe paliwo wysokoenergetyczne (MPH) o zmiennej gramaturze. W celu określenia zmian w strukturze węgla próbki przeskanowano tomografem komputerowym przed i po próbach ciśnieniowych. Otrzymane tomogramy zrekonstruowano przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania komputerowego na obrazy 3D sieci spękań oraz ich procentową objętość w każdej z badanych próbek. Dodatkowo podczas prób poligonowych rejestrowane było ciśnienie maksymalne w komorze spalania w LSR. Badanie szczelinowania przeprowadzono dla 10 próbek węgla kamiennego, z czego udało się zeszczelinować 7 z nich. Przyrost szczelin w tych próbkach waha się od 9,3% do 332,5%. W przypadku 3 próbek zabieg szczelinowania skończył się niepowodzeniem.

EN

The article is based on the results of gas fracturing with high-energy materials used for selected hard coal samples in a laboratory rocket motor (LRM). The purpose of the research was to check whether the method of stimulating the flow of media from the deposit to the oil well using propellants can be effectively used with unconventional hydrocarbon accumulations such as coalbed methane (CBM). Fracturing with high-energy materials consists in a non-detonative forming of several radial fractures in the near-well bore zone of lengths up to several meters. The fractures are formed as a result of the combustion of propellants which generate large volumes of combustion gases under high pressure, thus exceeding the pressure of overburden rocks. The scope of the research included a series of gas fracturing tests of selected hard coal samples on the testing ground. The carbon samples were glued with special epoxy resin into a special steel pipe, by which the propellant combustion products could affect the coal structure by fracturing. The fracturing treatment was performed in a laboratory rocket motor, which is a standard system for testing the properties of solid high-energy fuels; however, for the purpose of fracturing tests, it has been modified accordingly. The tests were performed with the application of inhibited small-dimension high-energy solid fuel (MPH) with variable weight. In order to determine changes in the coal structure, the samples were scanned with X-ray computed tomography, before and after tests on the testing ground. The obtained tomograms were reconstructed using specialized computer software for 3D images of the fractures system and their percentage volume in each of the coal samples. In addition, during the testing ground tests, the maximum pressure in the combustion chamber in LRM was recorded. The gas fracturing treatments were carried out for 10 hard coal samples, of which 7 were successfully fractured. The growth of fractures in these samples ranged from 9.3% to 332.5%. For 3 samples, the gas fracturing was unsuccessful.

5

The study on combustion of propellants in airborne conditions

Habera Ł., Hebda K., Koślik P.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 8

592--597

EN

The resources of coal-bed methane in Poland, and especially in Upper-Silesian Coal Basin are estimated on tens of billions cubic meters. These are significant raw material quantities, that should take an interest in terms of acquiring them and producing in safe manner. Considering, however, very low permeability of coal-bed formations, such accumulation of hydrocarbons can be counted among unconventional deposits, requiring specific first working method. Well-known and properly mastered method of influencing the gas-rich coal-bed, consisting in reducing formation pressure by rock-mass stress relieving, effected by means of dewatering of coal beds, gives only moderate production and economical results. Despite the rock-mass pressure decreasing down to sorption isotherm value will result in process of releasing adsorbed methane, the negligible permeability of coal rock forces searching of additional, more effective methods of coal beds stimulation, facilitating flow of released methane through the formation. In opinion of the work authors, application of gas-fracturing technology using low combustion temperature propellants may contribute to effective releasing of methane and flow of the gas to producing boreholes.

PL

Zasoby metanu zalegającego w pokładach węgla kamiennego w Polsce, zwłaszcza w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, szacowane są na dziesiątki miliardów metrów sześciennych. Są to znaczne ilości surowca, którymi należy się zainteresować w kontekście pozyskania i ich bezpiecznej eksploatacji. Jednak z uwagi na bardzo niską przepuszczalność formacji węglowej taką akumulację węglowodorów możemy nazwać złożem niekonwencjonalnym, wymagającym szczególnego sposobu udostępnienia. Rozpowszechniona i dobrze opanowana metoda oddziaływania na gazonośny pokład węgla, polegająca na obniżeniu ciśnienia w złożu przez odprężenie górotworu, powodowane odwodnieniem pokładów węgla, przynosi umiarkowane rezultaty eksploatacyjne i ekonomiczne. Jakkolwiek obniżenie ciśnienia w górotworze do wartości izotermy sorpcji powoduje proces uwolnienia zaabsorbowanego metanu, to jednak znikoma przepuszczalność skały węglowej wymusza poszukiwanie dodatkowych, bardziej efektywnych metod stymulacji pokładów węgla umożliwiających przepływ uwolnionego metanu w złożu. Zdaniem autorów zastosowanie technologii szczelinowania gazowego z zastosowaniem propelantów o niskiej temperaturze spalania może przyczynić się do skutecznego uwolnienia metanu i przepływu gazu do otworów eksploatacyjnych.

6

Bilans zasobów niekonwencjonalnych (i innych) złóż gazu w Polsce

Wójcicki A.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/3

1215--1219

EN

The paper summarizes information on gas resources in Poland, especially unconventionals. There are proven, though not very large, resources of conventional hydrocarbons and coalbed methane – the inventory is carried out by Polish Geological Survey. Recently undiscovered shale gas and tight gas resources have been assessed by Polish Geological Survey and other organizations. In previous decade undiscovered coal bed methane resources have been estimated as well. There were a number of studies on undiscovered conventional gas resources carried out in previous decades providing ever higher estimations of the undiscovered gas potential. These studies were also targeted on an intermediate category of gas resources – deep gas and/or tight gas resources in conventional traps. Putting all together, it seems the undiscovered potential of gas resources (both unconventional and conventional) in Poland is a quite impressive and various types of hydrocarbon resources coexist in respective hydrocarbon basins.

7

Zagospodarowanie metanu z pokładów węgla - stan obecny i perspektywy

Kaliski M., Wojciechowski R., Szurlej A.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 4

189--200

PL

W artykule dokonano przeglądu doświadczeń krajowych w zagospodarowaniu metanu z pokładów węgla w latach 2002-2012 oraz przeanalizowano rozwój wykorzystania tego gazu w USA i Australii. Za wyborem tych państw przemawia odpowiednio skala oraz rozwój dynamiki wydobycia, a także plany Australii w zakresie eksportu metanu poprzez jego upłynnianie (LNG). Pozostałymi państwami wydobywającymi metan z pokładów węgla na skalę przemysłową są Chiny, Kanada oraz Indie. Ze względu na sposób pozyskania metanu z węgla wyróżnia się kilka rodzajów tego gazu i dla usystematyzowania zestawiono ich nazwy oraz wskazano różnice pomiędzy nimi. Dokonano przeglądu zasobów metanu z pokładów węgla w Polsce na tle zasobów światowych oraz przybliżono sposoby zagospodarowania tego gazu oraz rozwój technologii zagospodarowania. Przenalizowano zależność pomiędzy metanowością bezwzględną a poziomem wydobycia węgla kamiennego w Polsce oraz poziom zużycia metanu do produkcji energii elektrycznej i ciepła. JSW ma największe doświadczenia w zakresie energetycznego wykorzystania metanu. Przybliżono także doświadczenia pozostałych spółek węglowych w zagospodarowaniu metanu (KW i KHW). Oceniono rozwój zagospodarowania metanu z pokładów węgla z punktu widzenia systemu wsparcia wprowadzonego ustawą z dnia 8 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz o zmianie niektórych innych ustaw. W podsumowaniu przywołano doświadczenia amerykańskich koncernów naftowych sprzed około dwudziestu lat w zakresie zagospodarowania metanu, które wówczas nie zakończyły się sukcesem. Dlatego też niezbędne są kolejne badania i współpraca przedsiębiorstw, świata nauki i wsparcie ze strony państwa.

EN

This paper provides an overview of national experiences in developing coal bed methane over the years 2002-2012, and analyses the development of its utilisation in the US and Australia. The choice of these countries was supported by their scale of methane production and the development of production dynamics, as well as Australia's plans to export methane through its liquefaction (LNG). The remaining countries producing methane from coal beds on an industrial scale are China, Canada, and India. This paper arranges by name and characterizes the features of several types of methane recovered from coal. It reviews coal bed methane resources in Poland and compares these to global resources. The paper also presents techniques of gas development as well as their technological advancements. Also analysed is the relationship between the total volume of methane and the level of hard coal production in Poland, in addition to the amount of methane consumption used to produce electricity and heat. The mining firm JSW has the most experience in utilising methane for energy production. Other mining companies are also presented with details on their experience in the commercial development of methane (KW and KHW). Advances in coal bed methane utilisation have been estimated according to the support system introduced by the Act of January 8, 2010 on amending the Energy Law and on amending certain other acts. The summary considers the experiences of US oil companies over the past twenty years in terms of methane extraction which proved unsuccessful. It is therefore necessary to carry out further research and develop cooperation between companies and the scientific world, as well as to receive government support.

8

An overview of coal bed methane potential in Polish coal basins

Cieślak K., Hendel J., Kuczyński S.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2013

|

Vol. 30, no. 4

433--441

EN

Coal bed methane (CBM) may become an important source of energy in Upper Silesian Coal Basin. Coal bed methane in Poland occurs within three coal basins of which the best recognized and most promising is the Upper Silesian Coal Basin. Approximately 80.1% of proved balance of coal deposits resources in Poland occurs in the Upper Silesian Coal Basin, where 50 fields are operated by 28 mines. Thus, since early 90s of the 20th century the USCB is attractive for foreign companies which perform evaluation of coal bed methane obtaining possibility as main fossil. However, all previous attempts to commercial production of CBM did not bring expected results, but they constitute extensive information database for current and future research towards CBM exploitation. Prognostic resources of coal bed methane in USCB are estimated to 107 bln m3. Recoverable balance resources are estimated to 87.6 bln m3. Much smaller perspectives are related to the poorly identified regions of Lublin Coal Basin and Lower Silesian Coal Basin. It is estimated that balance resources of hard coal in LCB, represents approximately 19.2% of Polish hard coal balance resources.

9

Analiza skuteczności wprowadzonego systemu wsparcia wytwarzania energii elektrycznej z metanu

Kaliski M., Wojciechowski R., Szurlej A.

Polityka Energetyczna

|

2012

|

T. 15, z. 4

57-69

PL

W artykule dokonano przeglądu zasobów metanu z kopalń w Polsce oraz sposobów zagospodarowania tego gazu. Scharakteryzowano system wsparcia oraz przedstawiono podstawowe informacje o jego funkcjonowaniu w latach 2010-2011 r. Dokonana została uproszczona analiza ekonomiczna działającego systemu oraz przedstawiono rekomendacje. Ustawą z dnia 8 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz o zmianie niektórych innych ustaw wprowadzono system wsparcia w postaci świadectw pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji w jednostce opalanej metanem uwalnianym i ujmowanym przy dołowych robotach górniczych w czynnych, likwidowanych lub zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego. Istniejące obecnie w Polsce mechanizmy wsparcia dla produkcji energii elektrycznej z metanu, pochodzącego z kopalń węgla kamiennego są niewystarczające. Stworzony w 2010 r. system wsparcia w postaci świadectw oraz udzielanie pomocy publicznej przeznaczonej na inwestycje budowy nowych lub przystosowania istniej?cych instalacji energetycznych do wykorzystywania metanu pochodz?cego z odmetanowania kopalń węgla kamiennego nie zachęcają do zwiększenia gospodarczego wykorzystania metanu. W wyniku przeprowadzonej analizy wynika, iż należałoby: oprzeć system wsparcia na zasadach takich, jak dla systemu wsparcia odnawialnych źródeł energii (OZE), bez konieczności produkcji energii w kogeneracji, zwiększyć wartość opłaty zastępczej stosowanej w obecnym systemie wsparcia, stworzyć system wsparcia dla utylizacji i zagospodarowania metanu wentylacyjnego. Stosowane aktualnie technologie odmetanowania powodują, że metan uwalniany w trakcie robót górniczych jest w około 30% ujmowany odmetanowaniem, a w 70% usuwany na drodze wentylacyjnej. Możliwe jest zwiększenie poziomu odmetanowania z zastosowaniem obecnych technologii wydobycia węgla, czyli uj?cie 60% metanu i wyemitowanie do atmosfery 40%. Po wprowadzeniu zmian w systemie wsparcia obserwowany będzie znacz?cy efekt ekologiczny związany z zagospodarowaniem metanu.

EN

This paper presents a review of coal mine methane resources in Poland and methods of their utilization. It characterizes the support system and presents principle information concerning the system’s functioning in the years 2010–2011. Basic economic analysis of existing systems was performed, and recommendations are presented. Based on the law dated January 8th 2010 – Energy law and changes of selected other acts certain support system based on the certificates of electrical energy origin generated in the highly efficient cogeneration in the unit fired with methane released and captured during underground mining works in operating, under liquidation or already closed hard coal mines was introduced. The mechanisms to support the production of electrical energy from coal mine methane already existing in Poland are not sufficient. The support system created in 2010 using certificates and public support meant for the construction of new, or adjustments to existing, energy installations to utilize methane coming from the drainage systems of hard coal mines fail to encourage increasing economical utilization of coal mine methane. The conclusions from the above analysis suggest that it is recommendable to: have existing support systems rely on the same rules as for the system of renewable sources of energy, without the necessity to produce energy in cogeneration, increase the supplementary fee used in the present support system, create a support system for the capturing and utilization of ventilation air methane. The technologies presently used to drain coal mine methane released during mining exploitation enable the capture of only 30% of the gas. The remaining 70% is released into the atmosphere. It is possible to increase the efficiency of methane drainage up to as much as 60% when implementing the latest drainage technologies mitigating methane emissions down to 40%. The introduction of the suggested changes in the support system should result in a significant ecological effect from coal mine methane’s economical utilization.

10

Perspektywy geologicznej sekwestracji CO2 w połączeniu z odzyskiem metanu z pokładów węgla w warunkach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Jureczka J., Chećko J., Krieger W., Kwarciński J., Urych T.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (1)

117--131

PL

W artykule przedstawiono wstępną ocenę możliwości składowania CO2 w zalegających głęboko, nieeksploatowanych pokładach węgla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, w połączeniu z odzyskiem metanu z tych pokładów (technologia ECBM). Punktem wyjścia było opracowanie kryteriów wyznaczania potencjalnych składowisk, uwzględniających między innymi ochronę złóż węgla kamiennego oraz dostępność pokładów do możliwej eksploatacji w przyszłości. Z przeprowadzonej analizy regionalnej, której podstawowym wskaźnikiem była metanonośność pokładów węgla, w interwale głębokości 1000–2000 m, wynika, że korzystne warunki lokalizacji składowisk występują głównie w centralno-południowej części GZW. W tej części zagłębia potencjalne pod względem składowania CO2 są przede wszystkim pokłady węgla górnośląskiej serii piaskowcowej oraz serii mułowcowej, zalegające w obszarach oddalonych od czynnych kopalń, poniżej głębokości 1250–1300 m. Wstępne oszacowanie pojemności składowania CO2 wykonano w rejonie badawczym Pawłowice–Mizerów, dla którego opracowano statyczny model strukturalno-parametryczny pokładów węgla górnośląskiej serii piaskowcowej. Obliczone pojemności składowania dla tych pokładów oszacowane zostały na 8,3 Mt.

EN

This paper presents a preliminary study of CO2 storage possibility in deep, unexploited coal seams of the Upper Silesian Coal Basin along with enhanced coal bed methane recovery (ECBM). The first task was to compile a list of criteria that must be met by perspective storage locations including among others protection of coal deposits and their availability for future exploitation. Regional analysis, which focused mainly on methane content of the coal seams located at the depths between 1000–2000 m, implies that favourable conditions for location of CO2 storage are present primarily in the central-southern part of the USCB. In this area coal seams of the Upper Silesian Sandstone Series and Mudstone Series, which are located far from active mines at depths exceeding 1250–1300 m, hold most promise for CO2 storage. Preliminary assessment of CO2 storage capacity was performed in the Pawłowice-Mizerów case study area. A static structural-parametric model of the Upper Silesian Sandstone Series coal seams has been created for that area. Storage capacity for those coal seams is estimated at 8.3 Mt.

11

Metan pokładów węgla jako paliwo alternatywne - przykłady rozwiązań w Jastrzębskiej Spółce Węglowej S.A.

Gatnar K.

Polityka Energetyczna

|

2006

|

T. 9, z. spec.

423-433

PL

Referat rozpoczynają informacje o JSW S.A., SEJ S.A. i ogólne dotyczące metanu pokładów węgla z obszaru górniczego Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. Następnie przedstawiono zasoby metanu, wielkość ujęcia oraz wieloletni program wykorzystania metanu realizowany przez JSW S.A. Na przykładzie zrealizowanych układów kogeneracyjnego (produkcja energii elektrycznej i ciepła) w EC "Suszec" i trójgeneracyjnego (produkcja energii elektrycznej, ciepła i "chłodu") w EC "Pniówek", omówiono efekty uzyskane dzięki wykorzystaniu metanu z odmetanowania w silnikach gazowych. Przedstawiono dane techniczne układów, raport z pracy silników i stopień pokrycia potrzeb kopalni produkcją z układów skojarzonych. Zaprezentowano również inne przedsięwzięcia zwiększające zużycie metanu z odmetanowania kopalń. Uwzględniając warunki JSW S.A. omówiono rolę metanu z odmetanowania jako paliwa alternatywnego. Podkreślono aspekt ekonomiczny i ekologiczny jego wykorzystania a także - w podsumowaniu - zwrócono uwagę na konieczność wprowadzenia przez ustawodawcę instrumentów prawnych i ekonomicznych dla promowania nowych inwestycji i instalacji modernizowanych, w których jest wykorzystywane to paliwo.

EN

The paper begins with the information on JSW S.A., SEJ S.A. and general facts regarding methane from coal beds of Jastrzębska Spółka Węglowa S.A.. It presents methane supply, quantities of its drainage and long-term program of methane utilization conducted by JSW S.A.. On basis of completed cogeneration system (electricity and heat production) in EC Suszec and trigeneration system (electricity, heat and cooling) in EC Pniówek the paper describes results obtained from using of methane from demethanisation as a fuel for gas engines. The technical data of those systems, report on engines work and rate of coverage of coalmine demand by the cogeneration systems have been presented as well. The paper describes other investments increasing utilization of methane from coalmines demethanisation. The role of methane from demethanisation as an alternative fuel has been described taking into account the conditions of JSW S.A.. Economic and ecological aspects of its utilization have been also emphasized. Final conclusions try to draw attention to the need of implementation by the legislative body of legal and economic instruments promoting new investments utilizing this fuel.

12

Gospodarcze wykorzystanie metanu z pokładów węgla JSW S.A. w instalacjach energetycznych

Tor A., Gatnar K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2005

|

R. 29, z. 4

177-181

PL

Artykuł przedstawia ujęcie i wykorzystanie metanu z obszaru górniczego JSW S.A. w latach 2000-2004. Prezentuje strukturę wykorzystania w roku 2004 oraz zrealizowane inwestycje energetyczne w latach 1997-2004, inwestycje w toku i planowane do realizacji w latach 2006-2007 (realizowane samodzielnie przez JSW S.A. i wspólnie z SEJ S.A.). Omówiono skojarzony układ energetyczny w kopalni "Krupiński" oraz układ energetyczno-chłodniczy w KWK "Pniówek" w aspekcie technicznym, ekonomicznym i ekologicznym ograniczenia emisji metanu do atmosfery.

EN

Paper presents the resources of coal bed methane in the region of Jastrzębie Coal Company (JSW SA) coming from both active and abandoned coal mines. It is also presented how the gas is being used in heat and power plants grouped in Energy Company Jastrzębie (SEJ SA) and in new cogeneration and trigeneration installations with gas engines at Suszec and Pniówek plants. In the summary the role of combined production plants for energy delivery to coal mines is discussed as well as further possibilities of coalbed methane utilization is plants based on gas engines are presented.

13

Ujęcie i gospodarcze wykorzystanie metanu pokładów węgla z obszaru górniczego Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. jako element lokalnego rynku energii

Gatnar K.

Polityka Energetyczna

|

2003

|

T. 6, spec. [2]

423-436

PL

W artykule przedstawiono zasoby metanu pokładów węgla w obszarze górniczym JSW S.A. (wraz z zasobami w kopalniach zlikwidowanych), specyfikę występowania i ilości metanu uwalnianego w trakcie prowadzenia robót górniczych oraz sposób gospodarczego wykorzystania tej części gazu, która jest ujmowana odmetanowaniem. Dokonano oceny stopnia wykorzystania metanu w istniejących instalacjach Elektrociepłowni zgrupowanych w Spółce Energetycznej Jastrzębie S.A., a także instalacjach energetycznych na bazie silników gazowych do skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła/chłodu. Omówiono specyfikę wzajemnej współpracy źródeł i odbiorów w ramach wspólnych układów elektro-energetycznych kopalń i zasady wzajemnych rozliczeń w oparciu o centralny układ pomiarowo-rozliczeniowy pomiędzy GZE S.A. - JSW S.A. a SEJ S.A. Referat przedstawia również sposób wkomponowania jednostek produkcyjnych w układy elektroenergetyczne i cieplne kopań, sposób zasilania w paliwo oraz wzajemne relacje cenowe pomiędzy energią kupowaną w Spółce dystrybucyjnej (GZE S.A.) a źródłach zgrupowanych w spółce własnej (SEJ S.A.). Dokonano oceny stopnia pokrycia zapotrzebowania na energie z lokalnych źródeł oraz możliwości, które stwarza obowiązujące Prawo Energetyczne tak w zakresie rozwoju rynku lokalnego jak zasady dostępu do sieci przesyłowych (TPA). Na przykładzie danych z lat 1999-2002 przeprowadzono analizę wpływu wykorzystania energii z lokalnych źródeł na obniżenie jednostkowego kosztu zakupu energii oraz zmniejszenia tempa wzrostu cen jednostkowych. W oparciu o dotychczasowe doświadczenia podjęto próbę analizy możliwości rozwoju produkcji w oparciu o metan dotychczas usuwany do atmosfery na drodze wentylacyjnej. W podsumowaniu omówiono rolę produkcji uzyskiwanej na bazie metanu pokładów węgla w zaopatrzeniu kopalń w energię, a także dalsze możliwości rozwoju lokalnego rynku energii.

EN

The paper presents methane sources from coal beds in mining area of JSW S.A. (including the sources in abandoned mines). It describes the existence and amount of methane released during mining works. The possibilities of economic utilisation of gas received from the demethanisation are described as well. The paper estimates the degree of methane utilisation both in power plants existing in Jastrzębie Coal Company and in gas engines for cogeneration of electric energy, heat and cold. Mutual cooperation of sources and receivers within joint electro-energy systems in mines is widely discussed. The settlements between GZE S.A - JSW S.A. and SEJ S.A. on the basis of central measuring-calculating set are presented as well. The paper presents the adjustments of working units to mines' heat and electric power systems. It describes fuel supply and mutual price relations between energy purchased from Distribution Company (GZE S.A.) and the one gained from own company sources (SEJ S.A.). The assessment of meeting the energy demand from local sources is done. The possibilities created by Energy Law for local market development and rules for distributing network access (TPA) was estimated as well. On the basis of data from 1999-2002 period the paper analyses the influence of energy use from local sources both on reduction of purchased energy unit cost and on prevention of excessive unit price increase. On the basis of experience the attempt was made to analyse possibilities of production development using the part of methane previously released to the atmosphere. Final conclusions sums up the role of production on the basis of methane from coal beds in meeting mines energy demand and evaluate possibilities of further local energy market development.

14

Analiza możliwości utylizacji metanu z kopalń węgla kamiennego w Polsce

Warmudziński K., Gosiewski K., Tańczyk M., Jaschik M.

Polityka Energetyczna

|

2003

|

T. 6, spec. [2]

407-422

PL

Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, w tym metanu, stawia się obecnie instytucjom badawczym jako jedno z najważniejszych zadań. Emisja metanu, oprócz negatywnych skutków ekologicznych, powoduje także duże straty energii. Około 12% (22 mln Mg/rok) światowej emisji CH4 związanych jest z wydobyciem, przeróbką i transportem węgla kamiennego; z tego 0,6 mln Mg/rok przypada na Polskę. W niniejszej pracy dokonano analizy trzech sposobów utylizacji metanu z kopalń węgla kamiennego w Polsce. (1) Poddano analizie proces adsorpcyjnego wzbogacania w metan gazu z odmetanowania pokładów węgla kamiennego. Celem procesu jest uzyskanie gazu o parametrach umożliwiających jego sprzedaż do komunalnej sieci gazowniczej. Stwierdzono, że w dwustopniowym procesie adsorpcji zmiennociśnieniowej można uzyskać gaz o zawartości metanu zbliżonej do parametrów gazu rurociągowego GZ-50. (2) Omówiono proces katalitycznego usuwania metanu z powietrza wentylacyjnego w reaktorze z rewersją przepływu z jednoczesną produkcją pary przegrzanej. Stwierdzono m.in., że stabilną pracę reaktora i optymalne wykorzystanie generowanego ciepła uzyskuje się w systemie z bocznikowym odbiorem gazu. (3) Przeprowadzono analizę ekonomiczną utylizacji metanu z powietrza wentylacyjnego w istniejących urządzeniach kotłowych. Podano warunki opłacalności ekonomicznej systemu transportu powietrza wentylacyjnego do miejsca utylizacji.

EN

The reduction of greenhouse gas emissions, including methane, is now one of the principal priorities of research centres throughout the world. The emissions of methane, apart from an adverse environmental impact, lead to considerable energy losses. Some 12 per cent (22 Mt/year) of the global annual emissions of CH4 is associated with coal mining and use, of which Poland's contribution is 0.6 Mt/year. The present study analyses three approaches to the utilisation of methane released to atmosphere by the Polish mining industry. (1) A process is analysed for the adsorptive enrichment of methane drainage gas. The objective of the process is to produce a gas of parameters suitable for the commercial use in natural gas distribution systems. It is found that in a two-stage pressure swing adsorption process the concentration of methane can be obtained similar to that in the GZ-50 pipeline gas. (2) A process is discussed for the catalytic removal of methane from the mine ventilation air in a catalytic flow reversal reactor (CFRR), with the simultaneous production of superheated steam. It is concluded that the stable reactor operation and the optimum recovery of the heat generated in the process can be achieved in a system with the lateral gas withdrawal. (3) An economic analysis is carried out concerning the utilisation of mine ventilation air as combustion air in existing boilers. Economic feasibility conditions are derived for transportation systems that supply the ventilation air to the utilisation site.