Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technologia wykorzystywania gazów kopalnianych do celów energetycznych na przykładzie instalacji sprężania metanu

Sopa Dominika, Tałach Zbigniew

Rynek Instalacyjny

|

2022

|

Nr 10

53--56

PL

Pozyskiwanie metanu z gazów kopalnianych stanowi jedno z najważniejszych zagadnień dotyczących eliminacji gazów cieplarnianych i w krajowych warunkach powinno być szeroko stosowane. Wynika to z faktu, że Polska jest największym w Europie emitentem metanu z kopalni do atmosfery. Istnieje kilka metod technologicznych wykorzystania gazów kopalnianych do celów energetycznych. W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązanie zastosowania tych gazów do trigeneracji, produkcji energii elektrycznej oraz ciepła i chłodu.

EN

Obtaining methane from mine gases is one of the most important issues related to the elimination of greenhouse gases, which should be widely used in domestic conditions. This is due to the fact that Poland is the largest emitter of methane into the atmosphere in Europe. There are several technological methods for the use of mine gases for energy purposes. The article presents an innovative solution for the use of these gases for trigeneration, electricity, heat and cold production.

2

Technologia wykorzystywania gazów kopalnianych dla celów energetycznych na przykładzie instalacji sprężania metanu

Sopa Dominika, Tałach Zbigniew

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 11

14--17

PL

Pozyskiwanie metanu z gazów kopalnianych stanowi jedno z najważniejszych zagadnień dotyczących eliminacji gazów cieplarnianych, które w krajowych warunkach powinno być szeroko stosowane. Wynika to z faktu, że Polska jest największym w Europie emitentem metanu do atmosfery. Istnieje kilka metod technologicznych wykorzystania gazów kopalnianych dla celów energetycznych. W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązanie wykorzystanie tych gazów dla celów trigeneracji, produkcji energii elektrycznej, ciepła i chłodu.

EN

Obtaining methane from mine gases is one of the most important issues related to the elimination of greenhouse gases, which should be widely used in domestic conditions. This is due to the fact that Poland is the largest emitter of methane into the atmosphere in Europe. There are several technological methods for the use of mine gases for energy purposes. The article presents an innovative solution for the use of these gases for trigeneration, electricity, heat and cold production.

3

Badanie efektów cieplnych towarzyszących adsorpcji i desorpcji wybranych gazów na węglach w zrobach ścian polskich kopalń węgla kamiennego

Szumna Anna, Stefański Damian, Prażuch Magdalena

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 8

737--742

PL

Przedstawiono wyniki badań efektów cieplnych towarzyszących sorpcji i desorpcji ditlenku i tlenku węgla, metanu, etanu, propanu i wodoru na węglach w zrobach ścian eksploatowanych pokładów: 510 w kopalni Wesoła, 505 w kopalni Jankowice i 405/2 w kopalni Bielszowice. Węgle z tych pokładów charakteryzują się zbliżonym stopniem uwęglenia oraz skłonnością do samozapalenia. Tego typu węgle są najczęściej eksploatowane w Polsce. Badania wykonano w temp. 308 K techniką mikrokalorymetrii przepływowej. Wykazano, że największe ilości ciepła wydzielane są podczas adsorpcji ditlenku węgla, a mniejsze podczas adsorpcji węglowodorów nasyconych (metan, etan, propan). Gazy o najmniejszym cieple adsorpcji to CO i wodór. Taką zależność uzyskano dla wszystkich badanych węgli.

EN

Bituminous coal samples of specified elementary compn., petrographic characteristics and particle size distribution collected from longwall gobs of exploited seams of 3 Polish coal mines were tested by microcalorimetry technique. The heats of adsorption and desorption of CO₂, CO, CH₄, C₂H₆, C₃H₈ and H₂ on the coal samples were detd. CO₂ showed the highest value of the heat of adsorption and CO and H₂ the lowest. Effect of coal fragmentation on gas adsorption heat was also tested. The adsorption heat increased with the increase in the amt. of larger diam. grains in the sample.

4

Współzależność zjawisk sorpcyjno-rozszerzalnościowych dla próbek węgla kamiennego pochodzących z różnych pokładów

Baran P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

21--27

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych kinetyki sorpcyjno-rozszerzalnościowej. Badania przeprowadzono dla dwóch próbek węgla, pochodzących z różnych pokładów tej samej kopalni (Pniówek). Stwierdzono liniowy przebieg zależności rozszerzalności od chłonności sorpcyjnej ε = f (v) względem metanu i ditlenku węgla. Różnice w chłonności sorpcyjnej oraz zbliżone wartości rozszerzalności objętościowej wynikają z różnic w składzie petrografi cznym badanych węgli. Próbka o wyższej zawartości macerałów grupy witrynitu cechowała się wyższą chłonnością sorpcyjna zarówno względem CH4 jak i CO2.

EN

The experimental resulst of sorption-expansion kinetics have been presented. The study was conducted for two hard coal samples from different seams of the same mine (Pniówek). A linear relationship of ε = f (v) with respect to methane and carbon dioxide was found. Differences in sorption capacity and similar values of volume expansion are due to differences in the petrographic composition of the coals studied. A sample with a higher content of vitrinite grupe was characterized by a higher sorption capacity both for CH4 and CO2.

5

Energetyczne wykorzystanie gazów kopalnianych

Postrzednik S.

Energetyka

|

2016

|

nr 1

15--20

PL

Na terenach eksploatacji węgla kamiennego występują dwa główne gazy kopalniane, zawierające składniki palne (głównie metan CH4 ): gaz pokładowy (odmetanowania pokładów węgla kamiennego) i gaz wentylacyjny (wyprowadzany do otoczenia poprzez szyby wentylacyjne). Energetyczne wykorzystanie tych gazów jest ważnym zagadnieniem technicznym, a także ekologicznym (emisja gazów cieplarnianych), co wynika głównie z obecności metanu CH4 w każdym z tych gazów. W artykule wskazano na celowość realizacji procesu mieszania strumienia gazu pokładowego ze strumieniem gazu wentylacyjnego, bez pobierania dodatkowego strumienia powietrza (tlenu O2) z otoczenia. Do oceny przydatności energetycznej tak pozyskiwanej mieszanki palnej zaproponowano wskaźnik Ω, następnie szacowano oraz analizowano jego wartości.

EN

On the hard coal mining areas two main colliery gases containing flammable components (mainly methane CH4) can be found: seam gas, coming from coal seams methane drainage, and ventilation gas emitted to the atmosphere by ventilation shafts. Utilization of these gases for energy generation purposes is an important technical and ecological (emission of greenhouse gases) problem resulting mainly from the content of CH4 in every one of them. Indicated is advisability of mixing coal seam and ventilation gases only without taking any additional air stream (O2 ) from the atmosphere. For the evaluation of such combustible mixture usability for energy generation purposes a factor Ω was proposed with the consequent estimation and analysis of its value.

6

Влияние примесей шахтных горючих газов на взрывоопасность угольных аэрозолей

Калякин С., Костенко В., Завьялова E., Штрох Л.

Górnictwo i Geologia

|

2012

|

T. 7, z. 4

31--40

RU

Выполнена оценка взрывоопасности угольных аэрозолей, находящихся в воздушной атмосфере с добавками горючих газов (метан, ацетилен). Экспериментально установлен синергетический эффект существенного снижения нижних концентрационных пределов взрываемости композиции «угольная пыль – воздух - горючие газы», относительно нижнего предела воспламенения в воздухе отдельных ее компонентов. Сформулирована синергетическая парадигма обеспечения взрывозащиты угольных шахт, предложены рекомендации по обеспечению взрывобезопасности технологических процессов горного производства.

PL

W artykule przeprowadzono ocenę zagrożenia wybuchowego węglowych aerozoli, znajdujących się w atmosferze powietrznej (kopalnianej) z dodatkami gazów palnych (metan, acetylen). Doświadczalnie określono synergetyczny efekt istotnego obniżenia dolnych granic wybuchowości kompozycji „pył węglowy – powietrze – gazy palne” względem dolnej granicy zapłonu oddzielnych jej komponentów w powietrzu. Określono synergetyczną paradigmę zapewnienia ochrony wybuchowej kopalń węgla oraz przedstawiono rekomendacje zapewnienia bezpieczeństwa przeciwwybuchowego procesów technologicznych w górnictwie.

7

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część VII)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 9

20-29

PL

Wyniki kontroli gazowej 37 zasypanych szybów z SW części GZW pokazują, że emisja metanu występuje tylko w 37,8 procent z nich – głównie w kopalniach zlikwidowanych o zakończonym odwadnianiu i odmetanowaniu. Emisją gazów kopalnianych kieruje więc m.in. odwadnianie oraz wentylacja i odmetanowanie zrobów. Równocześnie, najwyższe koncentracje metanu stwierdza się w szybach z rejonów o zamkniętej lub przejściowej strukturze pola metanonośności, a najniższe w szybach z rejonów o strukturze otwartej. Ponadto, koncentracje metanu w gazach kopalnianych z szybów i w gazach złożowych ze stref gazowych, udostępnionych najpłytszymi połączeniami szybów ze zrobami, są skorelowane. Wobec tego warunki geologiczno-gazowe złóż węgla wpływają na emisję gazów kopalnianych, a ilości wydzielającego się metanu są pochodną struktur pola metanonośności i usytuowania zrobów względem stref gazowych. Oprócz nich, dodatkowym czynnikiem wpływającym na emisję gazów są zmiany ciśnienia barometrycznego.

EN

The results of gassy monitoring of 37 shafts filled up across the SW part of USCB after 1986 (Fig. 1 - Part I, Tabs. 15 & 16) show occurrence of methane emission only in 37.8 per cent of them - mostly in closed down mines, where dewatering and degasation were stopped (comp.: Tab. 18). It makes possible to state that the emission of mine gases is controlled by dewatering as well as ventilation and degasation of mines. The highest methane concentra-tions are recorded in gassy regions of closed or transient structure of methane content field, while the lowest ones come from the regions of open structure. At the same time, methane concentrations in shafts and within deposit gases of gassy zones related to the shallowest connections of shafts are correlated to one another (Fig. 36). So, it can be assumed that methane concentrations in shafts are the derivative of its concentrations within deposit gases from the zones connected to shafts. Moreover, the occurrence of maximum values of methane concentration is more frequently connected to depression, then to other barometric trends (Tab. 21).

8

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część VI)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 8

13-23

PL

Odmetanowanie zrobów, po zakończeniu likwidacji kopalń, utrzymano m.in. w polu Czyżowice KWK Anna oraz w KWK Żory i KWK Moszczenica. We wszystkich z nich obserwowano związek emisji metanu z odmetanowaniem: W szybach pola Czyżowice metan pojawił się po jego zakończeniu. W KWK Żory zanik migracji metanu do czynnych wyrobisk sąsiednich kopalń stwierdzono po zwiększeniu ujęcia odmetanowaniem, a w szybach KWK Moszczenica metan pojawiał się zasadniczo w okresach spadku jego wydajności. Wpływ na koncentrację gazów w szybach ww. kopalń ujawniły też zmiany ciśnienia barometrycznego, powodujące wahania koncentracji gazów wokół charakterystycznego dla każdego z szybów poziomu (zależnego od składu gazów złożowych), przy najwyższych koncentracjach CH4 w okresach niżów barycznych.

EN

In the studied area, degasation of gobs had still been operating after termination of the liquidation of Czyżowice field of Anna mine (Fig. 27) as well as Żory (Fig. 28) and Moszczenica mines. In all of them casual nexus between methane emission and degasation efficiency was observed. In the shafts of Czyżowice field methane had not been observed before the end of degasation (Tab. 19 - Part VII). In the case of Żory mine migration of methane to the neighbor operating Jankowice and Borynia mines the migration stopped at the moment of methane production rise. In the boreholes and shafts of Moszczenica mine, on the other hand, methane generally occurred only when degasation efficiency dropped (Figs. 32b & 33b). Moreover, the maximum values of methane concentra-tion were usually noted there during the depression barometric trends (Tab. 13). Degasation of Moszczenica andŻory mines was carried out at different gob levels which opened different gassy zones of methane content field. It has enabled author to pay attention to various methane concentrations in gases gathered from particular levels (Tab. 12 & 14), which are similar to such variations in deposit gases from gassy zones opened by the adequate levels (Tab. 4 - Part III).

9

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część II)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 2

31-39

PL

Pracę oparto o wyniki analiz, badań i obserwacji prowadzonych dla potrzeb ruchowych kopalń węgla kamiennego. Wykorzystano także dane z różnego rodzaje dokumentów. Zebrany materiał obejmował wiele informacji, czasami tylko przybliżonych. Najważniejszymi były jednak pomiary: składu gazów kopalnianych i złożowych, metanonośności, metanowości względnej kopalń oraz ciśnienia atmosferycznego. Do badań generalnie użyto dobrze znanych metod, w tym statystycznych. Mniej znaną metodę geometryzacji pola metanonośności wykorzystano tylko do badań zmienności tego pola. W analizie związku koncentracji gazów kopalnianych z ciśnieniem barometrycznym brano pod uwagę dłuższe okresy ukierunkowanych zmian ciśnienia, nazwane trendami barycznymi.

EN

The work has been grounded on the results of analyses, investigations and observations made for the purposes of mines activity. Data from different kinds of documents have also been utilized. The gathered material has included a lot of information, sometimes only approximative. But the essential results were these of measurements of: (a) constitution of mine gases as well as those contained in rocks ("deposit gases"), (b) methane content of coal, (c) specific emission of mines, and (d) barometric pressure. Generally, for investigations well known methods have been used, including statistical ones. The less known method for geometrization of methane content field (see: [9]) has only been utilized to research variability of the field. While comparing concentrations

10

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część I)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 1

23-27

PL

Jednym z problemów, wynikających z likwidacji kopalń węgla kamiennego, jest emisja gazów kopalnianych do obiektów infrastruktury powierzchniowej i atmosfery. W pracy podjęto próbę udokumentowania czynników ją wywołujących i wyjaśnienia ich względnego znaczenia, na podstawie wyników analiz, badań i obserwacji, prowadzonych dla potrzeb kopalń SW części GZW. Odmiennie, niż wynika to z literatury przedmiotu, zróżnicowanie rodzaju i koncentracji gazów, obserwowane na powierzchni, sugeruje, że emisja ma miejsce ponad wszystkimi kopalniami, przy czym skład emitowanych gazów oraz skala ich emisji zależą głównie od warunków geologiczno-gazowych górotworu.

EN

Emission of mine gases to surface infrastructure and the atmosphere is one of the problems resulting from coal mines closure. In the paper, an attempt has been made to document agents causing the emission and to elear up their comparative significance - basing on the data from mines of the SW part of Upper Silesian Coal Basin (USCB - Fig. 1). The literature proves that the emission does not manifest in each of the abandoned mines, in spite of the fact that it is controlled by the same agents. Nevertheless, differentiation of the types of gases and their concentration, observed at the surface, suggests the emission appears after all from each abandoned mine, however the possibilities of its detection, conditioned by the type and concentration of gases, depend mostly on geological-gassy conditions within deposits of the abandoned mines.

11

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część VIII)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 10

18-30

PL

Emisja gazów kopalnianych zachodzi ze wszystkich zlikwidowanych kopalń, a rodzaj i koncentracje emitowanych gazów zależą m.in. od warunków geologiczno-gazowych w otaczającym zroby górotworze (zerowe koncentracje CH4 i CO2 nie świadczą o braku emisji, wskazując, że w miejscach tych wydostaje się tylko N2). Warunki te są głównym czynnikiem determinującym emisję gazów ze zlikwidowanych kopalń. Mniej istotnymi są natomiast, kolejno: odwadnianie kopalń oraz wpływ wentylacji i odmetanowania. Dodatkowym czynnikiem są zmiany ciśnienia barometrycznego. Wydzielanie gazów do zrobów powoduje wzrost ciśnienia w ich obrębie. Przyspiesza go zakończenie ich odwadniania. Sprężaniu gazów przeciwdziała odmetanowanie zrobów i wentylacja sąsiednich kopalń, oraz ucieczka gazów na powierzchnię. Ucieczka taka ma miejsce po wzroście ciśnienia, umożliwiającym pokonanie oporów przepływu. Opory te determinuje m.in. charakter nadkładu formacji węglonośnych. Przy występowaniu nadkładu mioceńskiego ucieczka gazów ma miejsce głównie przez zlikwidowane szyby, w których opory przepływu są zależne m.in. od głębokości połączenia szybu ze zrobami, a najważniejsze są połączenia najpłytsze. Ponadto, podnoszące się zwierciadło wody przemieszcza gazy kopalniane do płytszych partii zrobów, czego efektem jest zmiana składu migrujących gazów.

EN

It should be stated that emission of mine gases across USCB are to be expected from all the abandoned mines, particularly from those being not dewatered or influenced by Ventilation. On the other hand, such emission can be more intensive from the mines being flooded. However, at mines being dewatered the leakage of gases will probably be limited to periods of depression barometric trends. The reference to geological-gassy conditions of USCB makes it also possible to estimate that in the gassy regions of transient or closed structure of methane content field the major emitted gas is going to be methane, while across the rest of the basin it is going to be nitrogen, however local occurrences of carbon dioxide are also possible. The work results are a little different from the previous opinions regarding barometric pressure, which usually nas been considered to be decisive agent for emission of mine gases [9, 38]. In the work it has however been demonstrated that this opinion is not obvious. It does not have to be contradictory with the opinions mentioned, which have been developed in the regions, where gobs were mostly degassed and devoided of agents favoring compression of mine gases. In such conditions changes of barometric pressure can actually turn out the strongest of agents described in the work. The results of the work also differ from the previous opinions [18, 24] with reference to the reason of changes in constitution of emitted gases observed in the course of time. To explain it, extruding of mine gases by the waters flooding a mine has been indicated as the main cause, while different properties of constituents of mine gases mix have been assumed less important. However, observations presented in the book seem rather well documented and enable to State the results of work highly credible. One of the consequences of differentiation of USCB geological framework is the variability of geological-gassy conditions, which helps distinguish the following three structures of methane content field: (i) closed, (ii) transient, and (iii) open one. They are characterized by different sequences of occurrence of the following gassy zones: (i) allochthonous high methane, (ii) degassed, and (iii) autochthonous high methane. Coal exploitation causes liberation of gases into mine workings, which does not end after the mine abandonment. The amount and type of gases flowing into gobs of abandoned mine depend on the content and Constitution of deposit gases. This dependence is reflected in stratification of mine gases Constitution within particular gas strata being proportional to the Constitution of deposit gases within gassy zone corresponding to the depth of the strata. Inflow of gases to gobs causes compression and emission of mine gases. This process is accelerated by the reconstruction of water table after the end of mine dewatering. However, it is slowed down by the influence of ventilation of bordering operating mines as well as the degasation of gobs. Thus, counteraction of those agents and flow resistance are decisive for intensity of mine gases emission. The type and concentration of gases emitted, however, is strictly connected to the constitution of mine gases in these parts of gobs, where gases migrate from, whose constitution, in turn, depends on the Constitution of the deposit gases. The shorter the flow paths are, the lighter the flow resistance is. The shallowest gob connections to the surface are therefore decisive for gases emission. The above rules have been found to be true for the shafts of the SW part of USCB. Their analysis has shown that the constitution of deposit gases within gassy zone opened by gobs of the shallowest level connected to shaft is of crucial importance for concentration of gasses emitted through the shaft. Continuing, the less important factors are, in turn: dewatering of gobs (or the lack of it) and - combined - Ventilation of bordering mines and gobs degasation. Changes of barometric pressure are also of some significance, influencing oscillations of gases concentrations around their values typical for the given shaft. Concluding, it can be stated that emission of mine gasses occurs from all abandoned coal mines. Its intensity, however, depends on the relative strength of particular agents influencing it, of which geological-gassy conditions of mined formation are the most important, determining the type and concentration of gases emitted.

12

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część III)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 3

21-35

PL

W seriach węglonośnych GZW obserwuje się wertykalną zmienność rozkładu przestrzennego (pola) maksymalnych metanonośności (Gmax). Pozwala to wyróżnić, od góry, następujące strefy gazowe: allochtoniczną strefę wysokometanową, strefę odgazowaną oraz autochtoniczną strefę wysokometanową. Lateralne zróżnicowanie obecności i wykształcenia tych stref umożliwia wydzielenie następujących struktur pola metanonośności: zamkniętej, przejściowej oraz otwartej. Strukturę zamkniętą charakteryzuje obecność nadkładu mioceńskiego i związanej z nim, allochtonicznej strefy wysokometanowej. W strukturze przejściowej, mimo występowania takiego nadkładu, inne czynniki geologiczne powodują, że allochtoniczna strefa wysokometanowa wykształciła się jedynie częściowo. Z kolei, w strukturze otwartej, brak izolującej pokrywy mioceńskiej sprawił, że już od stropu karbonu występuje tu strefa odgazowana. Dla wszystkich struktur typowe jest natomiast głębokie położenie autochtonicznej strefy wysokometanowej. Strefom gazowym odpowiada właściwy im skład cząsteczkowy gazów złożowych. W artykule przedstawiono ponadto wertykalną zmienność rozkładu przestrzennego (pola) maksymalnych metanonośności analizowanych w dalszych częściach pracy zlikwidowanych kopalń i szybów oraz orientacyjne położenie zrobów kopalnianych w stosunku do wyróżnionych stref wysokometanowych.

EN

A vertical changeability of methane content field is observed within coal-bearing series of USCB. It finds expression in the sequence of maximum values of methane content (Gmax), which makes it possibleto distinguish the following gassy zones [10]: the allochthonous, high methane zone (Gmax > 4,5 m³/Mg), the degassed, allochthono-autochthonous zone (Gmax ≤ 4,5 m³/Mg) and autochthonous, high methane zone (Gmax > 4,5 m³/ Mg). The vertical zonality allows to express lateral changeability of methane content field in terms of occurrence and the appearance depth of particular gassy zones (Tab. 3). Analysis of methane content field of USCB has made possible to discern the following structures of the field [10]: (i) closed structure, (ii) transient structure, and (iii) open structure. The closed structure is characterized by appearance of continuous and thick Miocene overburden as well as allochthonous high methane zone related to the overburden. Within the transient structure, despite the overburden, other geological agents cause rare full development of the allochthonous zone. Then, within the open structure, the lack of Miocene overburden made it impossible to form allochthonous zone. The degassed zone therefore occurs here starting from the roof of Carboniferous series. For all of the structures it is typical that the position of autochthonous high methane zone is deep. Particular gassy zones are also characterized by specific Chemical constitution of deposit gases. In the paper, there is also presented vertical changeability of methane content field in the abandoned coal mines and shafts, analyzed in the other parts of the study, as well as the comparison of position of mines gobs and distinguished high methane zones of deposit gases.

13

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część V)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 5

10-18

PL

KWK "Morcinek" udostępniały trzy szyby, m.in. na poziomach: 650, 800 i 950 m. Po likwidacji kopalni, koncentracje CH4 i C02 w szybach wzrosły ze znacznym opóźnieniem, krótszym w szybie III. W szybach I i II ustabilizowały się później na typowym dla każdego z nich poziomie, zbliżonym do ich koncentracji w gazach złożowych udostępnionych szybami stref gazowych. W szybie III zaznaczyło się natomiast zastępowanie metanu przez azot. Późne ujawnienie się emisji tych gazów wynikało z oporów przepływu, których pokonanie możliwe było po zatopieniu części zrobów i wzroście ciśnienia w ich obrębie. Migracja gazów w szybach zachodziła poziomami 650 i 800 m. Główną rolę odgrywał jednak poziom 650 m, z uwagi na wyższy gradient ciśnienia pomiędzy nim a zrębami szybów. Wcześniejsze rozpoczęcie emisji z szybu III wiązało się z rozszczelnieniem jego połączeń ze zrobami (wybuch metanu, ucieczki zasypu), a wzrost koncentracji azotu koresponduje z zatopieniem poziomu 950 m i wynika z wypychania zatłoczonego tam wcześniej azotu.

EN

The deposit of Morcinek mine was developed through three shafts, on the production levels: 650 m, 800 m and 950 m among others. After the liquidation of the mine CH4 and C02 concentrations in the filled up shafts increased (Fig. 22) not before 520 (shaft III) and 890 days (shafts I and II). In shafts I and II, the concentrations stabilized later at a level typical for each of these shafts, similar to constitution of deposit gases within different gassy zones of methane content field. However, in the III shaft became evident the methane replacement by nitrogen (Fig. 24). Such a late manifestation of mine gases emission arises from flow resistance within shafts, which suppression was impossible before flooding of part of mine gobs and rising of the gas pressure within them. The migration of gases took place only from levels 650 m and 800 m. Level 650 m, however, played the main role, because of pressure gradient between the level and the shafts mouths higher then in case of level 800 m. Earlier manifestation of emission in shaft III is connected to dishermetization of its connections to gobs, caused by the methane explosion and the earthquakes. The increase of nitrogen concentration observed in it corresponds to flooding of 950 m level and is the result of extruding the nitrogen crammed before. At the same time, the start of gobs degasation caused the drop of CH4 concentration in all of the shafts, while changes of barometric pressure manifested their influence on gases concentration in the shafts, causing oscillations of the concentrations around the values typical for each particular shaft (Fig. 25).

14

Studium uwarunkowań emisji gazów ze zlikwidowanych kopalń SW części GZW (część IV)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2012

|

nr 4

22-33

PL

Zakończenie robót podziemnych w KWK 1 Maja spowodowało spadek metanowości kopalni o około 80 procent , a jej likwidacja emisję gazów kopalnianych poprzez zasypane szyby, w tym głównie szyb III. Zmiany ich koncentracji wiązały się z zatapianiem kopalni i zmianami w jej wentylacji. Ograniczaniu ilości powietrza wentylacyjnego towarzyszył wzrost koncentracji CH4. Natomiast skracanie dróg jego przepływu skutkowało albo spadkiem koncentracji CH4, albo jej wzrostem - odpowiednio: po wzroście lub ograniczeniu wpływu depresji wentylacyjnej na dno szybu III. Rola zatapiania kopalni była słabo zauważalna, w przeciwieństwie do wpływu zmian ciśnienia barometrycznego. Nie każdy z szybów KWK 1 Maja był jednak miejscem emisji metanu. Np. odmienne koncentracje CH4 w szybach III i IV wiążą się z udostępnieniem wysokometanowej strefy allochtonicznej lub tylko strefy odgazowanej. Wskazuje na to podobieństwo składu gazów kopalnianych w szybach do składu gazów złożowych ww. stref gazowych.

EN

The termination of underground works in 1 Maja mine caused decline of total methane emission into the workings (Fig. 18) to about 20 per cent of emission before exploitation end. Closing down of 1 Maja mine gave the mine gases occasion to migrate also by shafts filled up (Tab. 16), but mainly by the III shaft (Fig. 19). Variations of concentration can be connected particularly to the mine flooding and changes in its ventilation. Delimitation of the amount of ventilation air was accompanied by increase of methane concentration (Fig. 17). On the other hand, shortening of flow ways of the air produced either decline of CH4 concentration or its increase - in case of reducing the influence of the ventilation depression on the bottom of shaft III (Fig. 20). The significance of mine flooding was poorly observable, in opposition to influence of barometric pressure oscillations (Fig. 21). Moreover, not every shaft in the mine constituted the path for methane emission. It is well illustrated by different CH4 concentrations in shafts III and IV (Tab. 16). This difference is attributed to opening of allochthonous high methane zone or only degassed zone. It is indicated by comparison of constitution of mine gases from the shafts (Tab. 8) to constitution of deposit gases from the mentioned gassy zones (Tab. 4).

15

Kontrola gazów w atmosferze w kopalniach węgla kamiennego Ukrainy

Medwedew W. N., Beliaewa E. W., Skliarow A. L., Muranov B.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2011

|

R. 49, nr 6

4-21

PL

W artykule przedstawiono dopuszczalne normy stężenia metanu oraz gazów szkodliwych w kopalniach węgla kamiennego Ukrainy, klasyfikację środków kontroli atmosfery kopalnianej, parametry techniczne tych środków oraz zakres ich stosowania. Omówiono także ogólne kwestie związane z eksploatacją systemów kontroli gazowej.

EN

The paper points out admissible concentration levels of methane and other hazardous gases in Ukrainian coal mines. It classifies equipment used for mine atmosphere monitoring, its technical parameters as well its range of use. Furthermore it describes general issues related to gas monitoring systems operation.

16

The study of conditions of gases emission from abandoned mines of the south-west part of Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Grzybek I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2011

|

nr 9

39-53

EN

Emission of mine gases is one of the problems resulting from coal mines closure. In the paper an attempt has been made to document agents causing the emission and to elear up their comparative significance -- basing on the data from mines of the SW part of Upper Silesian Coal Basin. In the result of the attempt, it has been stated that emission of mine gasses oceurs from all abandoned coal mines. Its intensity, however, depends on the relative strength of particular agents influencing it, of which geological-gassy conditions of mined formation are the most important, determining the type and concentration of gases emitted. The other agents are: gobs dewatering, ventilation of bordering operating mines and the degasation of gobs, as well as changes of barometric pressure.

PL

Jednym z problemów, wynikających z likwidacji kopalń węgla kamiennego, jest emisja gazów kopalnianych. W pracy podjęto próbę udokumentowania czynników ją wywołujących i wyjaśnienia ich względnego znaczenia na podstawie danych ze zlikwidowanych kopalń oraz wyników kontroli gazowej 37 zasypanych szybów w SW części GZW. Analizę przeprowadzono na tle charakterystyki rozkładu przestrzennego (pola) maksymalnych metanonośności (G max,) GZW. W seriach węglonośnych GZW obserwuje się wertykalną zmienność pola maksymalnych metanonośności. W powiązaniu ze zróżnicowaną genezą gazów pozwala to wyróżnić, kolejno od góry, następujące strefy gazowe: allochtoniczną strefę wysokometanową (G max > 4,5 m³/Mg), strefę odgazowaną (G rnax ≤ 4,5 m³/Mg) oraz autochtoniczną strefę wysokometanową (G max > 4,5 m ³/Mg). Lateralne zróżnicowanie obecności i wykształcenia tych stref umożliwia wydzielenie następujących struktur pola metanonośności: zamkniętej, przejściowej oraz otwartej. Strukturę zamkniętą charakteryzuje obecność allochtonicznej strefy wysokometanowej. W strukturze przejściowej strefa ta wykształciła się jedynie częściowo, a w strukturze otwartej już od stropu karbonu występuje strefa odgazowaną. Dla wszystkich struktur typowe jest głębokie położenie autochtonicznej strefy wysokometanowej, a strefom gazowym odpowiada właściwy im skład cząsteczkowy gazów złożowych. Wyniki analizy pokazują, że emisja gazów kopalnianych jest pochodną struktur pola metanonośności i usytuowania zrobów względem stref gazowych. W powiązaniu ze stwierdzoną odwrotną proporcjonalnością koncentracji metanu i azotu oraz brakiem współzależności koncentracji metanu i ditlenku węgla - tak w gazach kopalnianych, jak i w gazach złożowych odpowiednich stref gazowych - pozwala to stwierdzić, że skład cząsteczkowy gazów kopalnianych odzwierciedla skład gazów złożowych. Tym samym, zerowe koncentracje metanu i ditlenku węgla, w miejscach potencjalnej emisji gazów kopalnianych, nie świadczą o braku emisji, wskazując jedynie, że w miejscach tych wydostaje się tylko azot. Emisja gazów kopalnianych zachodzi więc ze wszystkich zlikwidowanych kopalń, a rodzaj i koncentracje emitowanych gazów zależą m.in. od warunków geologiczno-gazowych w otaczającym zroby górotworze. Obliczenia statystyczne pozwoliły ocenić, że warunki te są głównym czynnikiem determinującym emisję gazów ze zlikwidowanych kopalń. Mniej istotnymi są natomiast, kolejno: odwadnianie kopalń oraz wpływ wentylacji i odmetanowania. Oprócz nich, dodatkowym czynnikiem są zmiany ciśnienia barometrycznego. Wydzielanie gazów do zrobów powoduje wzrost ciśnienia w ich obrębie. Przyspiesza go zakończenie ich odwadniania. Sprężaniu gazów przeciwdziała natomiast odmetanowanie zrobów, wentylacja sąsiednich kopalń oraz ucieczka gazów na powierzchnię. Ucieczka taka ma miejsce po wzroście ciśnienia, umożliwiającym pokonanie oporów przepływu. Opory te determinuje m.in. charakter nadkładu formacji węglonośnych. Znaczne opory przepływu stwarza np. nadkład mioceński. W obszarach jego występowania ucieczka gazów ma miejsce głównie przez zlikwidowane szyby, w których opory przepływu są zależne m.in. od głębokości połączenia szybu ze zrobami, a najważniejsze są połączenia najpłytsze. Przeciwstawne oddziaływanie powyższych czynników decyduje o natężeniu emisji gazów kopalnianych. Ponadto, podnoszące się zwierciadło wody przemieszcza gazy kopalniane do płytszych partii zrobów. W kopalniach, które udostępniały różne strefy gazowe efektem tego będzie zmiana składu migrujących gazów. Reasumując, można więc stwierdzić, że emisja gazów kopalnianych zachodzi ze wszystkich zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Jej skala zależy jednak od względnej siły oddziaływania poszczególnych czynników na nią wpływających, a głównym czynnikiem determinującym rodzaj emitowanych gazów i ich koncentrację są warunki geologiczno-gazowe w górotworze. O natężeniu emisji decyduje natomiast ciśnienie gazu w zrobach i opory ich przepływu.

17

Utylizacja metanu z kopalń węgla kamiennego redukcją zagrożeń dla środowiska naturalnego

Kowalik S., Gajdowska M.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 2

105-113

PL

W pracy przedstawiono zagadnienie utylizacji metanu z kopalń węgla kamiennego jako sposób ograniczenia emisji metanu do atmosfery. Przedstawiono genezę występowania metanu jako gazu kopalnianego oraz zasoby metanu. Omówiono sposób ochrony środowiska przez wykorzystanie metanu z kopalń węgla kamiennego, a także ekologiczne i społeczne aspekty zagospodarowania gazu metanowego.

EN

The work presents the issue of coal mine methane utilization as a means of limiting the methane emission to the atmosphere. There has been presented the genesis of methane presence as a mine gas, methane resources. Moreover, the work shows ways of protecting environment by using coal mine methane as well as its ecological and social aspects.

18

Abandoned "Wawel" coal mine - estimation of gas hazard at the surface

Wrona P.

Górnictwo i Geologia

|

2009

|

T. 4, z. 3

153-160

EN

Problem of gas emission from abandoned coal mines appeared in almost every coal basin in Europe. Abandoning the structure of a mine does not solve some aspects connected with negative impact of the mines on environment (e.g. water uplift, subsidence). Methane and carbon dioxide emission is one of them. Emission of CO₂ (with lack of CH₄ and CO) from closed-down "Wawel" coal mine to the surface cities has been discussed in the article. It is also shown that it is possible to create gas nomographs for selected abandoned shafts to have practical and easy tool to estimate gas hazard.

PL

Problem emisji gazów kopalnianych ze zlikwidowanych kopalń wystąpił w niemal wszystkich zagłębiach górniczych Europy. Likwidacja nie rozwiązuje niektórych aspektów negatywnego oddziaływania na środowisko (np. osiadanie terenu, podnoszenie zwierciadła wody). Emisja CH₄ i CO₂ jest jednym z nich. W artykule omówiono emisję CO₂ przy braku obecności CO i CH₄ na terenie zlikwidowanej KWK "Wawel". Pokazano też, że istnieje możliwość stworzenia nomogramów gazowych dla zlikwidowanych szybów, co może być użytecznym narzędziem przy szacowaniu tego zagrożenia.

19

Emisja dwutlenku węgla w okresach zniżek barycznych na terenie zlikwidowanej kopalni "Zabrze"

Sułkowski J., Wrona P.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 261

539-550

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki pomiarów gazów kopalnianych, wpływających przez zlikwidowane szyby i sztolnie na obszarze pogórniczym zlikwidowanej kopalni "Zabrze". Kopalnia "Konigin Luise" czynna w latach 1791-1945, a następnie przemianowana na "Zabrze" eksploatowała pokłady węgla na stoku antykliny w rejonie ich wychodni na powierzchnię do 2000 r. Przeprowadzone pomiary świadczą, że gazem mogącym stwarzać zagrożenie w obiektach przypowierzchniowych jest także dwutlenek węgla. Jego emisja zależy w dużym stopniu od występowania długotrwałych zniżkowych tendencji barycznych.

EN

Measured in abandoned "Zabrze" coal mine area, several results of coal gas emission flowing through closed down shaft and side drifts to the surface have been presented in this article. From 1791 to 1945 "Konigin Luise" (from 1945 to 2000 - "Zabrze") coal mine was mining coal beds near outcrops located in the slope of the anticline. Conducted research proved that CO2 is the gas which could create the hazard in near-surface constructions. CO2 emission depends on long-term drops of atmospheric pressure.

20

Ocena zagrożenia gazowego na powierzchni obszarów kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Chećko J.

Wiadomości Górnicze

|

2004

|

Vol. 55, nr 9

372-378

PL

W artykule omówiono w aspekcie regionalnym czynniki geologiczno-górnicze mające wpływ na zjawisko migracji gazów kopalnianych ku powierzchni. Na podstawie analizy budowy geologicznej, występowania zaburzeń tektonicznych, dokonanej eksploatacji oraz metanonośności pokładów węgla, określono potencjalne miejsca zagrożenia gazowego na powierzchni obszarów kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Taka analiza w aspekcie regionalnym umożliwia wyznaczenie stref zagrożenia w kopalniach czynnych i zlikwidowanych.

EN

The article discusses in regional aspect geological-mining conditions having an impact on the phenomenon of mien gases migration towards the surface. On the basis of geological structure, occurrence of tectonic disturbances performed exploitation and gassiness of coal seams potential sites gas hazard were determined on the area of the Upper Silesian Coal Basin. Such analysis in a regional aspect allows for determination of hazardous zones in active and closed mines.