Materiały konferencyjne SEP 2023

K. Kuczowicz, L. Borowiec, D. Dziuba Zastosowanie techniki wierceń kierunkowych … 2 1. WSTĘP W roku 2021 globalna emisja metanu z kopalń wyniosła 815,3 mln m 3 , co odpowiada emisji dwutlenku węgla na poziomie 49,8 mln Mg. Jednocześnie efektywność odmetanowania jest relatywnie niska i wynosi ok. 39 %. Stąd też kolejnym, niezbędnym krokiem, jest udoskonale- nie procesu technologii odmetanowania w kopalniach. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu jest wprowadzenie na szeroką skalę nowoczesnych wiertnic umożliwiających odmetano- wanie długimi otworami horyzontalnymi. Oddziałem w PGG S.A., w którym po raz pierwszy wykorzystano wiertnicę tego typu była kopalnia Mysłowice-Wesoła. Następnie, w roku 2018 w KWK Staszic-Wujek rozpoczęto wiercenie otworów kierunkowych w ramach projektu od- metanowania DD-MET związanego z zastosowaniem technologii podziemnych wierceń kie- runkowych LRDD ( Long Range Directional Drilling ) w celu zapobiegania głównym obszarom ryzyka jak również redukcja emisji gazów cieplarnianych. Prowadzony projekt ma ponadto zademonstrować alternatywną technologię odmetanowania, która niewątpliwie przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa i produktywności kopalń, zmniejszenia emisji metanu oraz wpłynie na ograniczanie zagrożeń. 2. ROZPOZNANIE ZŁOŻA Oddział Polskiej Grupy Górniczej S.A. Zakład Górniczych Robót Inwestycyjnych, przy wyko- rzystaniu specjalistycznych wiertnic, z powodzeniem stosuje i rozwija innowacyjną technolo- gię wierceń kierunkowych. W roku 2022 ZGRI wspólnie z kopalnią Piast-Ziemowit podjęło realizację zadań związanych z geologicznym rozpoznaniem złoża w Ruchu Piast. Poziomy eksploatacyjne 500 m i 650 m udostępnione są poprzez dwa szyby wdechowe oraz dwa wenty- lacyjne. Kopalnia posiada 8 udostępnionych pokładów węgla kamiennego: 205/1-2 205/4, 205/5, 206/1-2, 207, 208, 209, 211. Obszar górniczy podzielony jest na 21 partii eksploatacyj- nych. Eksploatację złóż węgla prowadzi się w całości systemem ścianowym podłużnym lub poprzecznym w zależności od tektoniki pola eksploatacyjnego w systemie „na zawał”. Kopal- nia aktualnie eksploatuje w pokładach 207, 209, 209 warstwa II. Pokład 209 w partii X w któ- rym były wiercone otwory kierunkowe ma miąższość ok. 3,5÷5,60 m z przerostem łupka ogniotrwałego od 0,05 m do 0,10 m. W stropie pokładu zalega warstwa piaskowca różnoziarni- stego o miąższości 56,0÷59,0 m tworzącego strop bezpośredni. Powyżej zalega węgiel pokładu 208. W spągu pokładu 209 zalega seria iłowcowa składająca się z naprzemianległych warste- wek iłowca, łupka węglowego i węgla. Poniżej zalega seria piaskowców różnoziarnistych. W ramach przeprowadzonych prób ruchowych z wnęki z Chodnika 91007, zlokalizowanej w cen- tralnej części partii X, w pokładzie 209 na poziomie 650 m odwierconych zostało pięć otwo- rów kierunkowych o długości od 27,0 do 336,0m. Otwory zgodnie z założeniami projektu technicznego były wykonywane bezrdzeniowo, w I etapie średnicą ᴓ 76mm, następnie w II etapie poszerzane były do średnicy ᴓ 95mm. Dzięki zastosowaniu silnika wgłębnego możliwa była zmiana kierunku wierconych otworów. Wielkość odchylenia i zmiana kąta pionowego była badana i weryfikowana za pomocą inklinometrów, a uzyskane wyniki były przedstawiane w formacie 3D. Uzyskane w ten sposób informacje pozwoliły określić parametry zalegania pokładu 209 na konkretnym metrze w otworze (rzędna spągu oraz stropu pokładu). Po dokona- niu interpretacji wyników określono miąższość pokładu 209 w badanej części złoża (wynoszą- cą około 4,5m) oraz przypuszczalne miejsce występowania czterech uskoków o zrzutach od 0,8m do 5,7m.