Szkoła Eksploatacji Podziemnej

Analiza opłacalności technologii odmetanowania z wykorzystaniem długich otworów kierunkowych przeprowadzona została w ramach międzynarodowego projektu badawczego DD-MET w kopalni KWK „Staszic-Wujek”. Celem projektu DD-MET było opracowanie nowoczesnej strategii odmetanowania wykorzystującej technikę podziemnych wierceń kierunkowych w celu zapobiegania zagrożeniom i ograniczania emisji gazów cieplarnianych.

Wyniki uzyskane w ramach projektu, dotyczące odmetanowania z wykorzystaniem otworów kierunkowych porównano z klasycznymi metodami odmetanowania. W polskim górnictwie węglowym otwory kierunkowe dla ujęcia metanu są stosowane zawsze wraz z odmetanowaniem klasycznym, dlatego też zaprezentowana analiza ex-post została opracowana została niezależnie dla każdej technologii odmetanowania. Badania przeprowadzono w ścianie II/C/501 (pokład 501) eksploatowanej systemem poprzecznym z zawałem stropu do wysokości 3,4 m. Odmetanowanie prowadzono z chodnika wentylacyjnego ściany w wiązkach po 5 otworów. Dodatkowo dla odmetanowania ściany wykonano trzy długie otwory kierunkowe nad eksploatowanym pokładem prostopadle do frontu ściany (w sposób podobny do chodnika drenażowego). Do analizy porównawczej wykorzystano także wyniki odmetanowania ściany prowadzonej w KWK Brzeszcze z zastosowaniem chodnika drenażowego.

Przedstawione dane ekonomiczne zostały udostępnione przez inżynierów Polskiej Grupy Górniczej S.A. na podstawie ich własnych doświadczeń. Dla celów porównawczych średnie wartości obliczono dla ogólnego przypadku pokładu węgla eksploatowanego kilkoma kolejnymi ścianami prowadzonymi systemem poprzecznym z zawałem stropu, o następujących parametrach technicznych: wysokość ściany: 3,5 m; długość ściany: 160 m; wybieg ściany: 400 m.

Przeprowadzona analiza wykazała, że chodniki drenażowe są najbardziej wydajną, opłacalną i niezawodną technologią odmetanowania dla ścian o dużej metanowości i wysokiej koncentracji wydobycia, gdy co najmniej 60% wydzielającego się metanu musi zostać ujęte. Klasyczne odmetanowanie jest najbardziej niezawodną technologią pozwalającą osiągnąć efektywność odmetanowania na poziomie około 30-40%. W przypadku konieczności uzyskania większej wydajności odmetanowania i efektywności na poziomie wyższym od 40%, połączenie długich otworów kierunkowych oraz odmetanowania klasycznego można uznać za alternatywę, choć nie jest ona niezawodna. Otwory kierunkowe stanowią pewną alternatywną metodę do chodników drenażowych, lecz o niższych efektywnościach, jednakże mogą one być stosowane w miejscach w których nie można wykonać wyrobiska drenażowego. Należy prowadzić dalsze badania i eksperymenty nad wdrożeniem długich otworów kierunkowych, aby uzyskać bardziej wiarygodne wyniki i zwiększyć wydajność odmetanowania. Upowszechnienie technologii odmetanowania długimi otworami kierunkowymi wraz z uzyskaniem możliwości wykonywania takich otworów samodzielnie przez kopalnie prowadzić będzie do zmniejszenia kosztów, co w połączeniu z wiarygodnym wzrostem wydajności odmetanowania, może wkrótce zostać uznane za bardziej atrakcyjną technologię niż klasyczne odmetanowanie. Ocena najbardziej atrakcyjnej ekonomicznie technologii powinna być poprzedzona analizą metanonośności pozwalającą na oszacowanie dopuszczalnej emisji metanu i ilość metanu, którą system powinien odprowadzać.