Szkoła Eksploatacji Podziemnej

Metan jest gazem termokatalitycznym powstałym w procesie uwęglenia substancji roślinnej. Duże ilości metanu występują jednak w południowej części obszaru Rybnickiego Okręgu Węglowego. Wzmożonej eksploatacji, występujących na tych obszarach złóż, towarzyszą zjawiska emisji gazów kopalnianych, takich jak metan, dwutlenek węgla, wyższe węglowodory czy azot oraz pary wodnej. Uwalniane tam gazy składają się w 86-99,6% z metanu.
Gazy mogą występować w pokładach węgla w stanie wolnym lub zasorbowanym. W stanie wolnym występują one w szczelinach i spękaniach węgla oraz w jego makroporach. Sorpcja gazów zależy głównie od ich natury i rodzaju węgla, a ich ilości występujące w obu stanach od temperatury i ciśnienia. Obecność w pokładach gazów, a w szczególności metanu, stwarza duże problemy podczas ich eksploatacji, gdyż może prowadzić do zagrożenia, a w konsekwencji do wybuchów i nagłych wyrzutów skał.
Aktualnie w Polsce większość kopalń węgla kamiennego posiada systemy odmetanowania. Jest ono prowadzone dla zapewnienia bezpieczeństwa bądź z przyczyn technologicznych (ujęcie części metanu do systemu odmetanowania skutkuje mniejszymi emisjami gazu do wyrobisk górniczych). Metan ujęty tymi systemami może stanowić pełnowartościowe paliwo wykorzystywane w różnych rozwiązaniach technologicznych.
Układy energetyczne pozwalające na gospodarcze wykorzystanie metanu zlokalizowane więc muszą być na terenie kopalni bądź w bliskim jej sąsiedztwie. Wytwarzanie energii w tym przypadku może wiązać się z wytwarzaniem ciepła użytkowego lub wytwarzaniem energii elektrycznej i ciepła odpadowego w tzw. układach skojarzonych kogeneracyjnych. Układy trójgeneracyjne pozwalają dodatkowo wytworzyć chłód.
Alternatywnym sposobem zagospodarowania gazu z odmetanowania kopalń węgla kamiennego jest proces jego oczyszczenia i skroplenia do postaci LNG. Tak uzyskany ciekły produkt zawiera 97% CH4 i 3% N2 i stanowi, po jego regazyfikacji, paliwo o właściwościach praktycznie tożsamych z sieciowym gazem ziemnym. Zasadnicze różnice polegają na tym, że LNG z gazu z odmetanowania nie zawiera węglowodorów wyższego rzędu i nie zawiera wody, która jest całkowicie usunięta przed rozpoczęciem procesów kriogenicznych.
Metan, który wydzielił się do wyrobisk, wraz z powietrzem wentylacyjnym kierowany jest do szybów wentylacyjnych kopalni. Istnieją technologie pozwalające na wykorzystanie metanu z powietrza wentylacyjnego (VAM).
Większość z tych technologii pozwala na wykorzystanie metanu znajdującego się w powietrzu w ilości 0,3–0,6% obj., niektóre wymagają wyższych stężeń, a inne pracują nawet w przypadku stężenia od 0,1% obj. Na świecie prowadzone są prace badawcze nad możliwościami wykorzystania metanu z powietrza wentylacyjnego.