Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Czynniki kształtujące wzrost zagrożenia metanowego w ścianach w świetle doświadczeń Głównego Instytutu Górnictwa

Krause Eugeniusz, Litwa Piotr

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2021

|

nr 3

2--8

PL

W publikacji omówiono czynniki kształtujące poziom zagrożenia metanowego w rejonach ścian wydobywczych w polskich kopalniach węgla kamiennego w okresie wdrażania działań restrukturyzacyjnych, skutkujących między innymi wzrostem koncentracji wydobycia. Doświadczenia GIG Kopalni Doświadczalnej „Barbara", m.in. w zakresie zwalczania zagrożenia metanowego i pożarowego w polskich kopalniach, oraz 20-letnia współpraca tej jednostki naukowo-badawczej z Wyższym Urzędem Górniczym pozwoliły na opracowanie zasad, wytycznych oraz kryteriów oceny zagrożenia metanowego, stanowiących narzędzia dla praktyków w warunkach sukcesywnie zwiększającego się wydzielania metanu do środowiska ścian. Publikacja omawia efekty tej współpracy w zakresie poprawy bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego.

EN

The publication discusses the research acquis of the Central Mining Institute of the Experimental Mine „Barbara" in the field of combating methane risk in Polish hard coal mines. As a result of more than 20 years of research, principles and guidelines for assessment and design of mining works in methane fields were developed in the form of instructions. The most important of them are: 1. Rules for classifying workings (rooms) in methane fields into individual levels of explosion risk in coal mining plants [9]. 2. Rules for classifying workings in methane fields in coal mining plants as hazardous into methane explosion risk levels [4]. 3. Rules for airing excavations under methane hazard conditions, including the selection of ventilation devices to mitigate it [6]. 4. Dynamic forecast of absolute wall methane-bearing capacity [7]. 5. Principles of working longwalls under methane hazard conditions [8]. 6. Principles of designing mining works under conditions of combined methane and fire hazard [5]. All these studies provided mine engineering staff with tools for assessing methane risk at the stage of designing and conducting mining works, as well as allowed for the selection of preventive actions.

2

One-Day Prognoses of Methane Concentrations for the 102 Longwall in the 325/1 Seam in the “W” Coal Mine Operating in a Continuous System

Grodzicka Aneta, Badura Henryk, Shaidurova Natalia, Sentyakov Kirill, Sviatskii Vladislav

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

169--185

EN

The first part of the paper concerns the natural deposition conditions of the 325/1 seam in the “W” coal mine, in the 102 longwall mining panel. It also presents the most important technical conditions regarding the exploitation at this longwall. To characterize the methane hazard in the longwall area, the parameters of ventilation and total methane concentrations as well as the volumetric flowrate of methane captured by the methane removal system, have been presented graphically. A significant part of the methane flow in the longwall area was released to the air flowing to the longwall. The most significant part of the article is the presentation and analysis of the results of prognoses of mean methane concentrations at the exhaust of the longwall area. The accuracy of the prognoses of methane concentration was verified using two methods: while not considering the release of methane to the air flowing to the longwall and while considering the total flowrate of methane to the ventilation air in the area of the 102 longwall. The method of forecast presented in the article has so far been checked for a 5-day and 6-day work day, as well as for walls operating in a non-regular mode. The article refers to the wall operating in a continuous mode, which required adaptation of the proposed method to this mode. The application of the one-day forecast proposed in the article allows for undertaking temporary methane prevention measures enabling safe use of the wall.

3

Zagrożenie metanowe - przegląd literatury

Łukaszczyk Zygmunt

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

300--313

PL

Jednym z najgroźniejszych zjawisk towarzyszących wydobyciu węgla kamiennego jest występowanie w jego pokładach metanu. Pomimo ogromnego postępu w rozpoznaniu i zwalczaniu zagrożenia metanowego, obserwuje się jego narastanie w wielu obszarach górniczych kopalń co ma silny związek ze zwiększaniem głębokości prowadzonej eksploatacji, coraz większą metanonośnością pokładów oraz ciśnieniem złożowym gazów. Dla potrzeb skutecznego przeciwdziałania niebezpiecznym zjawiskom związanym z zagrożeniem metanowym, ukierunkowanym na poprawę bezpieczeństwa i higieny pracy w górnictwie, nieodzowne jest współdziałanie wszystkich środowisk z branżą górniczą w tym szczególnie z naukowcami oraz jednostkami badawczo-rozwojowymi. W niniejszym artykule przeprowadzono analizę dostępnej literatury w tym zakresie oraz przedstawiono rozwój metod i środków rozpoznania i prognozowania zagrożenia metanowego.

EN

One of the most dangerous phenomena associated with the extraction of hard coal is the occurrence of methane in its seams. Despite enormous progress in identifying and combating the methane hazard, its growth is observed in many mining areas of mines, which is strongly related to the increase in the depth of exploitation, the increasingly methane-free nature of deposits and the gas reservoir pressure. For the purpose of effectively counteracting dangerous phenomena related to methane hazard, aimed at improving occupational safety and health in mining, it is indispensable to cooperate with all mining industry, in particular with scientists and R & D units. This article analyzes the available literature in this area and presents the development of methods and means for the diagnosis and forecasting of methane hazard.

4

The analysis of certain features of working process of internal combustion engine that works on biogas from disposal sites

Dykun Taras, Haieva Lubov, Kozak Fedir, Demianchuk Yaroslav

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2019

|

Vol. 3, nr 4

179--185

EN

The importance of providing humankind with cheap energy through alternative ways has significantly increased in recent years. One of the areas is the production and usage of biogas. Nowadays, the potential of LCV gases is poorly implemented. These gases are produced in large quantities by agriculture and industry. The number of existing domestic installations for the disposal of this gas is insignificant, although in most developed countries there are hundreds and thousands of such units. One of the most promising sources of energy is the biogas from disposal sites, which is now polluting the atmosphere or is burned in flares. Another direction of biogas usage as a fuel in internal combustion automobile engines is also lowly developed. Because of the instability of the biogas composition, the working process of the engines has certain features that should be taken into account. In particular, an important criterion that affects the composition and, accordingly, the toxicity of the exhaust gases of the engines, is the excess air ratio for the fuel mixture.

5

The analysis of certain features of working process of internal combustion engine that works on biogas from disposal sites

Dykun Taras, Haieva Lubov, Kozak Fedir, Demianchuk Yaroslav

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2019

|

Vol. 3, nr 1

20--29

EN

The importance of providing humankind with cheap energy through alternative ways has significantly increased in recent years. One of the areas is the production and usage of biogas. Nowadays, the potential of LCV gases is poorly implemented. These gases are produced in large quantities by agriculture and industry. The number of existing domestic installations for the disposal of this gas is insignificant, although in most developed countries there are hundreds and thousands of such units. One of the most promising sources of energy is the biogas from disposal sites, which is now polluting the atmosphere or is burned in flares. Another direction of biogas usage as a fuel in internal combustion automobile engines is also lowly developed. Because of the instability of the biogas composition, the working process of the engines has certain features that should be taken into account in particular, an important criterion that affects the composition and, accordingly, the toxicity of the exhaust gases of the engines, is the excess air ratio for the fuel mixture.

6

Numeryczna symulacja wypływu metanu do wyrobiska korytarzowego

Wesołowski M., Badura H., Kołodziejczyk P., Bańka P.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 1

443--456

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego przepływu metanu do wyrobiska korytarzowego w zależności od położenia warstwy metanonośnej względem tego wyrobiska. Ocenę zmian zachodzących w rejonie wyrobiska wykonano przy użyciu anizotropowego modelu ubiquitous joint. Rozważany proces przepływu gazu w ośrodku porowatym symulowany był w oparciu o warunek jednofazowego przepływu Darcy’ego. Do modelowania numerycznego, wykorzystano program różnic skończonych FLAC. Określenie przepływu metanu w górotworze było realizowane w sposób sprzężony z obliczeniami zmian naprężeń i deformacji modelowanego ośrodka. Przedstawione wyniki symulacji komputerowej wypływu metanu do wyrobiska korytarzowego należy oceniać w charakterze jakościowym. Wyniki te pokazują możliwości stosowanego programu komputerowego FLAC. Bardzo dużym uproszczeniem zastosowanym w pracy jest dwuwymiarowy model górotworu, który umożliwia ocenę miejsc wypływu metanu w wydrążonym wyrobisku (z pominięciem przodkowej strefy drążonego wyrobiska).

EN

This paper presents the results of numerical modeling of methane outflow into roadway depending on the location of the methane-bearing layer in relation to this roadway. The assessment of changes in the roadway area was made using the anisotropic ubiquitous joint model. The process of gas flow through porous medium was simulated based on the single-phase Darcy flow condition. For numerical modelin, the FLAC finite difference program was used. Determination of the methan flow in the rock mass was coupled with calculations of changes in stress and deformation of the modeled medium. Presented results of computer simulated methane outflow into roadway should be assessed as qualitative. These results show the capabilities of used FLAC program. Use of two-dimensional rock mass model is a very big simplification, which enables assessment of methane outlets in the excavated raodway (excluding the face zone of the excavated roadway).

7

Methane potential of the Upper Silesian Coal Basin carboniferous strata – 4D petroleum system modeling results

Słoczyński T., Drozd A.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 10

703--714

EN

The work was based on the results of a research project aimed at quantifying the accumulation of CBM (Coal Bed Methane) natural gas in hard coal seams and tight gas in mudstone and sandstone formation in the western part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). The area covered is about 1300 km2 , which accounts for almost 25% of the USCB area within the Polish territory The task was realized out using the method of dynamic spatial modeling of petroleum systems, using Petrel and PetroMod software. The input data for building the model were structural surfaces of major lithostratigraphic series and array of geological and geophysical data from 10 wells in the research area. Particular attention has been paid to the optimization of lithological models of individual facies, as well as the thermal model, as well as the integration and calibration of all component models of the general hydrocarbon system model, which allowed for a fairly precise reconstruction of the current structural and parametric image. The processes of hydrocarbon generation had the most intense course during the upper Carboniferous, which was associated with their buried and reaching the highest temperatures Numerous alternative models have been constructed and simulated under various scenarios of structural and thermal evolution, which have allowed us to estimate the resource potential of Carboniferous USCB formations. Total amounts of generated and stored gas in individual lithostratigraphic series with free gas localized in unconventional (tight) accumulations and adsorbed gas (in coal seams) have been estimated. The results obtained from the scenario considered by the authors as the most likely are presented and analysed. The decisive influence on the amount of accumulated hydrocarbons seems to have the tectonic’s activity timing, due to results of the model simulation proved to be the most sensitive to the length of the interval opening the faults.

PL

Praca powstała na podstawie wyników przedsięwzięcia badawczego, którego celem było oszacowanie ilościowej akumulacji gazu ziemnego typu CBM (coalbed methane) w pokładach węgla kamiennego oraz typu tight gas (gazu zamkniętego) w formacjach mułowcowych i mułowcowo-piaszczystych w zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). Analizowany obszar zajmuje około 1300 km2 , co stanowi prawie 25% powierzchni GZW znajdującego się w granicach Polski. Zadanie zrealizowano za pomocą metody dynamicznego przestrzennego modelowania systemów naftowych, używając oprogramowania Petrel oraz PetroMod. Jako dane wejściowe do budowy modelu wykorzystano powierzchnie strukturalne głównych wydzieleń litostratygraficznych oraz szereg danych geologicznych i geofizycznych pochodzących z 10 otworów wiertniczych znajdujących się w obszarze badań. W ramach realizacji przedsięwzięcia skonstruowano i symulowano wiele alternatywnych modeli według różnych scenariuszy ewolucji strukturalnej i termicznej. Optymalizacja, integracja i kalibracja wszystkich modeli składowych ogólnie pojętego modelu systemu naftowego umożliwiły dość precyzyjne odtworzenie obecnego obrazu strukturalnego i parametrycznego w analizowanym obszarze. Procesy generowania węglowodorów najintensywniejszy przebieg miały w czasie górnego karbonu, co wiązało się z ich najgłębszym pogrążeniem oraz osiągnięciem najwyższych temperatur. W wyniku przeprowadzonych symulacji obliczono szacunkową metanonośność karbońskich utworów GZW. Oszacowano całkowite ilości wygenerowanego oraz zakumulowanego gazu w poszczególnych seriach litostratygraficznych, z wyodrębnieniem gazu wolnego ulokowanego w akumulacjach niekonwencjonalnych typu tight i gazu zaadsorbowanego (w pokładach węgla). W artykule przedstawiono i poddano analizie wyniki otrzymane w rezultacie realizacji scenariusza uważanego przez autorów za najbardziej prawdopodobny. Wydaje się, że decydujący wpływ na ilość zakumulowanych węglowodorów ma czas aktywności tektonicznej analizowanego obszaru, gdyż wyniki symulacji modelu okazały się najbardziej wrażliwe na długość interwału czasowego otwarcia uskoków.

8

The use of a unipore diffusion model to describe the kinetics of methane release from coal spoil in the longwall environment

Wierzbicki M., Skoczylas N., Kudasik M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

81--89

EN

The unipore methane diffusion model based on the solution of the second Fick’s law describes effectively the kinetics of methane release from coal grains. The knowledge of the model describing the kinetics of methane release from coal, the coalbed methane content, the sorption isotherm, the effective diffusion coefficient and the coal particle size distribution, enables the calculation of the volume of methane which is released from the coal spoil as a function of time. These assumptions became the basis for building the software that enables the analysis of methane emissions from coal during the longwall mining. Simulations were performed to determine the temporal and spatial methane inflow to the longwall. The share of methane emission from coal grains (taking into account both the emission kinetics and mass participation) of various classes has been analyzed. The results of the analysis showed that the methane from the small grains, in particular less than 0.1 mm in size, prevails. The mass fraction of these grains in the total weight does not exceed 5%. For the typical parameters determining the mining, geological and technological conditions of methane emissions at different moments of time and position of the longwall were determined.

9

Analiza zagrożenia metanowego w ścianie G-6 w pokładzie 412łg+łd i 412 łg w KWK „A” – studium przypadku

Badura H., Araszczuk D.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 4

47--55

PL

Artykuł napisano na podstawie danych pomiarowych stężenia metanu na wylocie z rejonu ściany, strumienia objętości powietrza na wylocie z rejonu wentylacyjnego ściany, strumienia objętości metanu ujętego systemem odmetanowania oraz notowań przekroczeń dopuszczalnych stężeń metanu w rejonie ściany. Omówiono warunki naturalne panujące w rejonie ściany i stosowane sposoby przewietrzania. Obliczono metanowość całkowitą oraz wentylacyjną rejonu ściany i przeanalizowano ich zmiany. Przebadano zmiany strumienia objętości metanu ujętego systemem odmetanowania. Omówiono statystykę miejsc i częstości występowania przekroczeń dopuszczalnego stężenia metanu i porównano ryzyko wybuchu metanu dla zastosowanych sposobów przewietrzania na „Y” i „U”.

EN

This paper was written on the basis of measurement data concerning methane concentration at the outlet of the longwall area, the air flow at the outlet of the longwall ventilation area, the flow rate of methane encompassed in methane drainage system, and permissible concentration of methane in the longwall area exceedance ratings. The paper discusses natural conditions in the longwall area and its ventilation systems. The total methane bearing capacity and methane content in the ventilation air were calculated and their changes analyzed. The changes in rate of methane flow through its drainage system were analyzed as well. Finally, the exceedances of methane concentration and the risk of methane explosion for “Y” and “U” ventilation systems were examined.

10

Związek pomiędzy wskaźnikiem desorpcji i metanonośnością dla pokładów kopalni ,,Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” Ruch Zofiówka – przybliżona zawartość metanu w węglu

Dutka B., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

11--20

PL

Przeprowadzono badania statystyczne dla 24 pokładów kopalni ,,Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” Ruch Zofiówka polegające na statystycznej analizie związku występującego pomiędzy mierzonymi w warunkach in situ wartościami wskaźnika desorpcji dp oraz metanonośnością pokładu Mn. Zbiory danych obejmowały wyniki pomiarów kopalnianych prowadzonych na obszarze górniczym ,,Zofiówki” w latach 2007-2014. Zgodnie z obowiązującą metodą desorbometryczną, zależność pomiędzy wartościami wskaźnika desorpcji i metanonośnością przybliżoną uśrednia funkcja liniowa, która obowiązuje dla wszystkich polskich kopalń. W obrębie poszczególnych pokładów kopalni wyznaczono wartości współczynnika korelacji Pearsona oraz przeprowadzono badanie siły korelacji i jej istotności. Posługując się metodą regresji liniowej, określono indywidualne równania opisujące zależność pomiędzy parametrami Mn i dp dla różnych pokładów Ruchu Zofiówka. Zgodnie z przeprowadzoną analizą można zauważyć, że relacja pomiędzy wskaźnikiem desorpcji i metanonośnością nie jest stała, lecz zmienia się w zależności od pokładu. Uzyskane rezultaty pozwalają przypuszczać, że zmienność relacji Mn-dp może wynikać ze zmian właściwości sorpcyjnych pokładów charakteryzujących się różnym wiekiem geologicznym. Zagadnienie to będzie przedmiotem dalszych prac.

EN

Statistical studies for 24 coal seams of the Borynia-Zofiówka-Jastrzębie mine, Zofiówka Section have been carried out. Studies consisted of statistical analysis of the relationship between in situ measured values of the desorption intensity index dp and the methane content Mn. Data sets included the results of measurements of these parameters in the years 2007-2014 in the Zofiówka mining area. According to the desorbometric method, the relationship between values of desorption intensity index and approximate methane content of coal averages the linear function, which applies to all Polish hard coal mines. The Pearson correlation coefficients, the correlation strength and its significance were determined within particular coal seams of Zofiówka mining area. Using the linear regression method, individual equations describing the Mn(dp) dependence for different coal seams were determined. According to the analysis, it is noted that the relationship between the desorption intensity index and the methane content is not constant, but varies for different coal seams. The obtained results suggest that the variability of the Mn(dp) relationship may be due to changes in the sorption properties of coal seams with different geological ages. This issue will be the subject of further work.

11

Opis statystyczny wyników pomiarów metanonośności i wskaźnika intensywności desorpcji prowadzonych w latach 2007-2014 przez KWK ,,Borynia-Zoﬁówka-Jastrzębie” Ruch Zoﬁówka

Dutka B.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 2

35--42

PL

W artykule opisano badania statystyczne przeprowadzone na dwóch zbiorach danych, stanowiących wyniki pomiarów parametrów gazowych in situ, zgromadzonych przez KWK ,,Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” Ruch Zofiówka. Pierwszy z nich obejmował wartości wskaźników desorpcji dp, wyznaczanych podczas pomiarów metanonośności, natomiast drugi zawierał odpowiadające wymienionym wskaźnikom wartości metanonośności Mn. W latach 2007-2014 na obszarze górniczym ,,Zofiówki” pomiary metanonośności prowadzone były w 7 partiach oraz w 15 pokładach. Badania miały na celu opis właściwości rozkładu wskaźnika desorpcji i metanonośności w kolejnych latach badanego okresu oraz w obrębie poszczególnych pokładów Ruchu Zofiówka. Dla każdego z badanych pokładów określono miary tendencji centralnych, miary rozproszenia oraz miary kształtu rozkładu analizowanych parametrów gazowych. Praca stanowi wstęp do badania wpływu głębokości zalegania pokładów na właściwości pojemnościowo-kinetyczne węgla względem metanu.

EN

This article describes statistical research carried out on two sets of data, which are the in-situ gas parameters, measured and collected by the Borynia-Zofiówka-Jastrzębie mine, Zofiówka Section. The first of these included the values of the dp desorption intensity index, while the second one contained the corresponding values of the methane content Mn. In the years 2007-2014 the methane content measurements were carried out in 7 parts of the „Zofiówka” mining area, in 15 coal seams. The research aimed at describing the distribution of the desorption intensity index and the methane content in the subsequent years of the examined period and also the distribution of these parameters within particular seams of the Zofiówka Section. The measure of the central tendencies, the measure of dispersion and the shape of the distribution of analyzed gas parameters were determined for each of the studied coal seams. The work is an introduction to the wider research concerning the depth effect on the methane sorption capacity and kinetics of coal.

12

Zmienność metanonośności i zawartości części lotnych w pokładach węgla na wybranych poziomach dokumentacyjnych obszaru Pawłowice-Warszowice (Górnośląskie Zagłębie Węglowe).

Kędziora S.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2017

|

R. 58, nr 2

56--63

PL

Celem artykułu jest przedstawienie rozkładu przestrzennego metanonośności pokładów węgla oraz zawartości części lotnych (Vdaf) w postaci map zmienności tych parametrów na trzech poziomach -300, -800 oraz -1300 m npm, wykonanych w programie Surfer 12. Oprócz tego zestawiono wybrane parametry statystyczne ilości metanu w pokładach węglowych oraz Vdaf w obrębie 7 poziomów obliczeniowych. Pozwoliło to ocenić wielkość zmienności tych parametrów oraz jej kierunek, a także sprawdzić podobieństwo rozkładu metanonośności na poszczególnych poziomach dokumentacyjnych. Jak wynika z analizy danych, podobieństwo to jest fragmentaryczne i dotyczy wyłącznie obszarów położonych w sąsiedztwie dużych rozmiarów dyslokacji tektonicznych, co może wynikać z możliwości migracji metanu za ich pośrednictwem i w konsekwencji nasycania metanem pokładów węgla obecnych w przystropowej partii karbonu, uszczelnionej pakietem ilastym serii mułowcowej oraz mioceńskiego nadkładu. Na większości badanego obszaru podobieństw tych jednak nie obserwuje się, prawdopodobnie wskutek odmiennej genezy metanu w przystropowej (metan mikrobialny) oraz głębokiej strefie karbonu (metan termogeniczny). Splot różnorakich czynników geologicznych kształtujących współczesną metanonośność obszaru sprawia, że parametr ten cechuje duża zmienność przestrzenna, w odróżnieniu od Vdaf, które cechuje zmienność mała.

EN

The aim of the paper is presentation of spatial distribution of methane content and volatiles (Vdaf) in coal seams on the maps of variability of these parameters showing three levels -300, -800 and -1300 m above sea level, carried out applying Surfer 12 program. Besides that selected statistical parameters concerning the methane content and Vdaf within 7 calculation levels has been drawn up. It enabled to assess how large is variability of these parameters and also the direction of the variability as well as to check similarity of methane distribution on individual documentation levels. The data analysis revealed, that the similarity is only fragmentary and limited only to the areas located in the vicinity of large tectonic dislocations. The reason of this can be the possibility of methane migration by the faults and in consequence saturation with methane of coal seams lying within near- -roof part of the Carboniferous strata, sealed by clays of Mudstone Series and Miocene cover. However, this similarities are not visible in the majority of the investigated area, probably due to different origin of methane accumulated in the near-roof zone (microbial methane) and in the deep Carboniferous zone (thermogenic methane). Series of various geological factors influencing the nowadays methane content in the area of research cause that spatial variability of this parameter is large in contrast to Vdaf, which is characterized by small variability.

13

Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM - testy kopalniane

Skoczylas N., Kudasik M., Wierzbicki M., Murzyn T.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 4

56--62

PL

Opracowany został Analogowy Rejestrator Emisji Metanu AREM. Przyrząd pozwala na wyznaczanie desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz współczynnika dyfuzji. Urządzenie zostało zoptymalizowane pod kątem pracy w warunkach kopalnianych. Wprowadzone zostały poprawki względem prototypu poprawiające niezawodność i łatwość użytkowania. Urządzenie wyposażone zostało w zestaw sit. Opracowana została metodyka pomiarowa. Przeprowadzono testy kopalniane. Wyniki pochodzące z prezentowanego urządzenia wskazują dużą zbieżność z pomiarami przeprowadzanymi metodami stosowanymi obecnie w górnictwie.

EN

Analogue Methane Emission Recorder (AMER) has been developed. The device allows to determine the desorbable methane content of coal and the diffusion coefficient. AREM has been optimized to work in coal mines. Adjustments have been made to improve the reliability and usability of this prototype. The device is equipped with a set of sieves. Measurement methodology has been developed. Mining tests were carried out. The results obtained from the presented device show high similarity to the measurements made by methods currently used in the mining industry.

14

Model emisji metanu pochodzącego z urobku w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego

Wierzbicki M., Skoczylas N., Kudasik M., Murzyn T.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2015

|

Vol. 17, no. 3-4

107--114

PL

Na bazie modelu uniporowego opracowany został algorytm symulujący emisję metanu z urobku w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego. Opracowany model opiera się na wielu założeniach, z których jednym z najistotniejszych jest opis uwalniania metanu z węgla równaniem nawiązującym do drugiego prawa Ficka. Ponadto zbudowany model uwzględnia krzywą składu ziarnowego urobku ze ściany. Do przeprowadzania symulacji emisji metanu z urobku węglowego w trakcie eksploatacji wyrobiska ścianowego zbudowane zostało oprogramowanie „Ściana – CH4”, umożliwiające zmianę wszystkich parametrów modelu oraz kalkulację na bazie zdefiniowanych równań i założeń modelu.

EN

Based on the unipore model the algorithm simulating methane emissions released from hard coal during the longwall excavation has been developed. The model is based on numerous assumptions, of which the most important is the Fick's second law description of methane released from coal. In addition, the created model takes into account the curve of particle-size distribution from the longwall excavation. For the simulation of methane emissions from the coal output during the longwall excavation the software "Longwall - CH4" has been developed. The software enables the users to change all the parameters of the model and to make calculations based on the defined equations and assumptions of the model.

15

Szacowanie ilości metanu wytworzonego i zakumulowanego w nisko uwęglonych pokładach węgla na przykładzie złoża Oświęcim-Polanka (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)

Kędzior S.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 2

54--61

PL

W artykule dokonano próby skalkulowania ilości metanu wytworzonego w nisko uwęglonych pokładach węgla złoża Oświęcim-Polanka na podstawie ubytku części lotnych oraz ilości metanu zakumulowanego w tym złożu stosując metodykę obliczania zasobów metanu praktykowaną w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (metoda objętościowa). Do tej pory nie obliczono zasobów metanu jako kopaliny towarzyszącej dla omawianego złoża z powodu niewielkich wartości metanonośności pokładów węgla, dlatego jest to pierwsza tego typu kalkulacja. W wyniku dokonania obliczeń i porównania wartości okazało się, że w omawianym złożu zostało zakumulowane ok. 11% metanu wytworzonego. Przeanalizowano także pojemność gazową pokładów węgla na podstawie izotermy sorpcji opracowanej dla sąsiedniego obszaru kopalni Brzeszcze. Pojemność gazowa jest o ok. połowę mniejsza od ilości metanu wytworzonego, co oznacza, że znaczna ilość metanu musiała opuścić macierzyste węgle i przemieścić się w inne partie złoża lub do atmosfery. Wykazano również znaczne niedosycenie pokładów metanem na poziomie 50-80%. Procesy te rzutują na współczesny rozkład metanonośności pokładów węgla w badanym obszarze i obecność rozległej odgazowanej strefy naturalnej desorpcji do głębokości ok. 500 m od stropu karbonu, co ma duże znaczenie zarówno dla planów wydobycia węgla w tym rejonie (w warunkach niemetanowych), jak i dla poszukiwania metanu jako alternatywnej dla węgla kopaliny.

EN

The paper presents an attempt of calculation of a quantity of generated methane in low rank coal within Oświęcim-Polanka deposit based on the volatiles loss and also a quantity of accumulated methane in this deposit applying the method of calculation of coalbed methane resources practiced in the Upper Silesian Coal Basin (volumetric method). The coalbed methane resources as an accompanying commodity have not been calculated so far for this area because of too low values of methane content, thus it is a first calculation. The results of these calculations reveal that only 11% of generated methane was accumulated in investigated deposit. The sorption capacity of coals was analyzed based on the sorption isotherm created for the neighbouring area of Brzeszcze mine. This analyze shows that sorption capacity of examined coals is half the quantity of generated methane, what means, that much amounts of methane had to leave the matrix coals and moved to other parts of the deposit or into the atmosphere. It also showed, that coal seams are much undersaturated with methane on a level of 50-80%. These processes influence the nowadays distribution of coalbed methane in the investigated area and also the presence of natural, vast degassed zone reaching the depth of about 500 m beneath the top of Carboniferous strata, what is quite important for the plans of future coal exploitation (in outgassed conditions) and also for the exploration of coalbed methane as an alternative commodity for a coal.

16

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.

17

Zastosowanie uniporowego modelu dyfuzji do określenia objętości gazu desorbowanego podczas pobierania prób węgla dla oceny metanonośności

Wierzbicki M.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 12

36--41

PL

Metanonośność pokładów węgla kamiennego jest jednym z najważniejszych parametrów, których znajomość wpływa bezpośrednio na zagrożenia metanowego w kopalniach. Wartość tego parametru określa się przez odgazowanie próbki węgla i bilansowanie gazu w warunkach laboratoryjnych. Część metanu, pierwotnie sorbowanego na węglu, uwalnia się z próbki w czasie pierwszych 2 minut jej przygotowania. Do określenia ilości gazu „traconego” wykorzystano model dyfuzji uniporowej i efektywny współczynnik dyfuzji De. Dyfuzyjność polskich węgli kamiennych może zmieniać się w zakresie dwóch rzędów wielkości. W pracy pokazano wpływ współczynnika De na kinetykę uwalniania metanu. Wyznaczono ilość traconego metanu w funkcji współczynnika dyfuzji De oraz wskaźnika desorpcji dp. Przedstawione wyniki wskazują, że strata metanu jest mniejsza od aktualnie stosowanej korekty w metodzie oznaczania metanonośności pokładów węgla.

EN

The methane content of hard coal seams is one of the most important parameters, the knowledge of which influences directly methane hazards in mines. The value of this parameter is determined by degasification of the coal sample and gas balancing in laboratory conditions. The part of methane originally desorbed on coal liberates from the sample during the first minutes of its preparation. For the determination of the “lost” gas quantity, the diffusion unipore model and effective diffusion coefficient De were used. The diffusivity of Polish hard coals can change within the range of two quantity orders. In the study the influence of the coefficient De on the methane liberation kinetics was shown. The quantity of lost methane in the function of diffusion coefficient De and desorption index dp was determined. The presented results point out that the methane loss is lower than the currently used correction in the method of determination of the coal seam methane content.

18

Możliwości zagospodarowania metanu występującego w stropowych partiach złóż węgla Bzie-Dębina 1 oraz Gołkowice (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)

Kędzior S.

Polityka Energetyczna

|

2011

|

T. 14, z. 1

197-212

PL

Wartykule przeprowadzono analizę występowania przystropowej strefy metanonooenej, obejmującej wtórnie nasycone metanem pokłady węgla występujące w bliskim sąsiedztwie stropu karbonu w obszarach Bzie-Dębina oraz Gołkowice. Z uwagi na wykazany w sąsiednich złożach związek pomiędzy występowaniem metanu w przystropowej strefie i ukształtowaniem stropu węglonooenych utworów karbonu, podobną zależnooeć zbadano w omawianym złożu. Przedyskutowano również możliwe sposoby ujęcia metanu w celu zminimalizowania zagrożenia metanowego na przyszłych poziomach eksploatacyjnych w polu Bzie-Dębina 1 Zachód. Wzięto pod uwagę ujęcie metanu systemami podziemnego odmetanowania, podobnie jak czyni się to w obecnie czynnych kopalniach węgla, ze szczególnym uwzględnieniem odmetanowania wyprzedzającego, a także odprowadzenie metanu powierzchniowymi otworami wierconymi do stropu karbonu metodą poeksploatacyjnego odmetanowania zrobów (GOB Wells), ponieważ sposób ten praktykowany jest np. w amerykańskich zagłębiach węglowych. Ten drugi sposób ujęcia metanu byłby nowatorski w warunkach polskich i wymagałby przeprowadzenia dodatkowych badań. Ujęcie i wykorzystanie metanu ze złoża Bzie-Dębina 1 przyczyni się z jednej strony do redukcji zagrożenia gazowego na przyszłych poziomach eksploatacyjnych, a z drugiej pozytywnie wpłynie na bilans energetyczny kopalń Jastrzębskiej Spółki Węglowej.

EN

The occurrence of methane zone located close to Miocene cover was presented. The dependence between methane occurrence in the investigated zone and the configuration of the roof of Carboniferous complex was analyzed, according to indicated dependence in the neighboring areas. The other issues discussed here are the possibly ways of methane collection in order to reduce the methane hazard in the area of the future coal mining. The possibly ways of methane collecting are the underground drainage system, because this way is applied in many working coal mines, methane drainage applying before the coal exploitation was particularly discussed, and also methane collecting using the GOB method, which is applied elsewhere, especially in the USA. The latter way mentioned above would be an inventive in Polish coal mines and it would need many additional studies. Taking and collecting of the coalminemethane from Bzie-Dębina 1 coal deposit will, from the one hand, reduce methane hazard in future coal mine and from the other, positively influence the energetic balance of Jastrzębie Coal Company mines.

19

Określenie ciśnienia złożowego metanu na podstawie pomiarów metanonośności oraz badań sorpcyjnych węgla na przykładzie KWK "Krupiński"

Dutka B., Walaszczyk J., Wierzbicki M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 1

145-152

PL

Właściwa ocena niektórych zagrożeń naturalnych wymaga znajomości wartości ciśnienia złożowego metanu, którego bezpośredni pomiar jest bardzo trudny. Powyższe stwierdzenie skłoniło autorów do podjęcia próby opracowania pośredniej metody wyznaczania tego parametru. W pracy przedstawiono metodę, której podstawę stanowi izoterma całkowitej zawartości metanu, wyznaczona dla węgla pobranego z miejsca pokładu o znanej metanonośności. Artykuł prezentuje wyniki zastosowania podanej metody dla węgla pochodzącego z KWK "Krupiński".

EN

The coal seam methane pressure seems to be a main parameter which is necessary for evaluating the probability of occurrence of some hazards in hard coal mine industry. An in situ measurement of this parametere is very difficult, so it was necessary to find an indirect method of such measurements. The laboratory method is generally based on the shape of the isotherm of the total methane content in the examined coal. The coal for the laboratory tests should be collected from a place in a coal bed where the methane content is well known. This paper presents an application of the worked out method to the estimation of the coal seam methane pressure level in the coal mine "Krupiński".

20

Weryfikacja bezpośredniej metody oznaczania metanonośności pokładów węgla kamiennego stosowanej w polskim górnictwie. Część II - porównania międzylaboratoryjne oznaczenia metanonośności węgla

Ryszka M., Sporysz G.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2008

|

nr 9

31-38

PL

w artykule przedstawiono analizę wyników porównań międzylaboratoryjnych oznaczania metanonośności pokładów węgla, przeprowadzonych w lipcu i listopadzie 2007 roku, w których uczestniczyli rzeczoznawczy ds. ruchu zakładu górniczego upoważnieni przez Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego w zakresie badania metanonośności pokładów węgla.

EN

The article presents analysis of results comparison of interlaboratory coal seams methane designation conducted in July and November 2007. In this comparison experts on mining plants operation authorized by the President of the State Mining Authority to examine methane content in coal seams took part.