Analiza kształtowania się wydajności otworów drenażowych metanu ze ścian eksploatacyjnych węgla kamiennego jako źródła energii– studium przypadku

• Autorzy: Łukaszczyk, Zygmunt , Badura, Henryk , Dźwigoł, Roman

Warianty tytułu

EN

Analysis of the efficiency of methane drainage holes from hard coal walls as a source of energy - case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W kopalniach metanowych węgla kamiennego częstokroć zachodzi potrzeba stosowania odmetanowania w celu utrzymania stężenia metanu nie przekraczającym 2% w powietrzu wentylacyjnym. Podstawowym sposobem odmetanowania w rejonach ścian jest odmetanowanie otworami drenażowymi, wykonanymi w skałach stropowych pokładu, z chodników nadścianowych, przed ścianami. Otwory drenażowe wykonywane są najczęściej w wiązkach, w układzie wachlarzowym, po kilka otworów w wiązce. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów i badań wydajności jednej wiązki czterech otworów drenażowych, wykonanych około 100 m przed czołem ściany. Przeanalizowano kształtowanie się wydajności poszczególnych otworów w czasie i w zależności od odległości wylotów otworów od czoła ściany. Stwierdzono dużą zmienność ujęcia mieszaniny powietrznometanowej przez poszczególne otwory drenażowe a także duże różnice w kształtowaniu się wydajności poszczególnych otworów drenażowych w trakcie procesu eksploatacji ścian. Zastosowanie tej metody zwiększa ilość ujętego metanu do produkcji energii, a tym samym obniża koszty eksploatacji.

EN

In hard coal methane mines, it is often necessary to use demethanation, in order to maintain methane concentration not exceeding 2% in the ventilation air. The basic method of methane drainage in the wall areas is through drainage holes made in the roof rocks of the deck, from the over-wall galleries, in front of the walls. Drainage holes are usually made in bundles, fan-shaped, with several holes in the bundle. The article presents the results of measurements and performance tests of one bundle of four drainage holes, made about 100 m in front of the face of the longwall. The evolution of the efficiency of individual openings over time and depending on the distance between the openings and the face of the wall was analyzed. High variability of the air-methane mixture intake through individual drainage holes was found, as well as large differences in the formation of the efficiency of individual drainage holes during the wall mining process. The use of this method increases the amount of captured methane for energy production and thus reduces operating costs.

Słowa kluczowe

PL

kopalnia węgla kamiennego; odmetanowanie; metan; otwory drenażowe

EN

coal mine; demethanation; methane; drainage holes

• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 1
• Strony: 16--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Łukaszczyk, Zygmunt

• Wydział Organizacji i Zarządzania Politechniki Śląskiej w Gliwicach,

autor

Badura, Henryk

• Politechnika Śląska,

autor

Dźwigoł, Roman

• KWK „Jastrzębie-Bzie”,

Bibliografia

• [1] Badura H.: Zastosowanie teorii szeregów czasowych do prognoz krótkoterminowych metanowości. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Górnictwo, z. 250, Gliwice, 2001, s.7-24
• [2] Badura H.: Simulación de la emisión de metano en un tajo de carbón mediante un modelo matemático. Ingeopres: Actualidad técnica de ingeniería civil, minería, geología y medio ambiente. ISSN 1136-4785, Nº. 132, 2004 , págs. 14-19
• [3] H. Badura: Ocena trafności krótkookresowej prognozy metanowości ścian. Przegląd Górniczy nr 4, 2005r, str.11-16.
• [4] Badura H.: Analiza wpływu niektórych czynników na metanowość rejonu ściany D-2 w pokładzie 409/4 w KWK „R”. Przegląd Górniczy nr 4, 2007r, str 37-43.
• [5] Badura H.: Analiza średnich stężeń metanu na wylocie z rejonu ściany P-4 w KWK „R”. Kwartalnik Górnictwo i Geologia, t. 2, z.2, 2007r.
• [6] Badura H., Jakubów A.: Wdrożenie krótkookresowej prognozy metanowości rejonów ścian w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. Kwartalnik Prace Naukowe GIG., Wydanie specjalne nr II/2007. Katowice 2007r.
• [7] Badura H., Jakubów A., Klamecki A.: Application of statistic predictions for evaluation of methane inflow. New Challengers and Visions for Minimg. Methane Treatment. Issued by The Foundation for the AGH – University of Science & Technology, 2008. ISBN 978-83-921582-7-1.
• [8] Badura H., Berger J., Wala J.: Analiza wydajności otworów drenażowych systemu odmetanowania w rejonie ściany G-6 w pokładzie 410 w KWK „Zofiówka”. Wybrane zagrożenia aerologiczne w kopalniach podziemnych i ich zwalczanie. Wydawnictwa AGH. Kraków, 2011, str. 83-94.
• [9] Berger J., Markiewicz J., Dołęga T.: Wpływ odległości frontu eksploatacyjnego od otworów drenażowych na ich wydajność przy zastosowaniu systemu przewietrzania na „U”. Materiały 5 Szkoły Aerologii Górniczej. KGHM CUPRUM sp. z o.o. Wrocław 2009, str. 65-75.
• [10] Bohan M.P.: Directional drilling techniques provide options for coal mine methane (CMM) drainage. (th International Mine Ventilation Congres. 10-13 Nov. 2009, New Delhi, India.
• [11] Bojarski P., Tor A.: Możliwości zastosowania wierceń kierunkowych dla zwiększenia efektywności odmetanowania. Pozyskiwanie i utylizacja metanu z pokładów węgla. Materiały konferencyjne. Jastrzębie-Zdrój, 2014, str. 13-29.
• [12] Frączek R.: Zwalczanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice, 2005.
• [13] Karacan C.Ö., Ruiz. F.A., Cotè M., Philipps S.: Coal mine methane: A review of capture and utilization practices with benefits to mining safety and to greenhouse gas reduction. International Journal of Coal Geology 86. 2011, str. 121-158.
• [14] Krause E., Łukowicz K.: Dynamiczna prognoza metanowości bezwzględnej ścian (Poradnik techniczny). Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, Kopalnia Doświadczalna „Barbara” w Mikołowie. 2000
• [15] Łukaszczyk Z.: Pozyskiwanie i gospodarcze wykorzystanie metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice, 2019.
• [16] Łukaszczyk Z.: Metan – paliwo gazowe. Szanse i zagrożenia. New Trends in Production Engineering. Sciendo, 2020.
• [17] Łukaszczyk Z: Zagrożenie metanowe - przegląd literatury. Syst. Wspomag. Inż. Prod. 2019 vol. 8 iss. 1, s. 300-313
• [18] Malina Z., Filipecki J., Janowicz E.: Efektywne metody odmetanowania górotworu w warunkach KWK „Brzeszcze-Silesia” Ruch „Brzeszcze”. Materiały 4 Szkoły Aerologii Górniczej. Kraków, 2006, str. 229-246.
• [19] Zeliaś A.: Metody statystyczne. Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne. Warszawa, 2000.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).