Nauka

W silnie metanowych kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej wentylacyjne sposoby zwalczania zagrożenia metanowego są niewystarczające, co spowodowało stosowanie na szeroką skalę odmetanowania. Odmetanowanie stanowi, niezależna od wyrobisk górniczych, sieć przewodów złożonych z rurociągów i otworów odmetanowania. Do sieci odmetanowania metan dopływa ze skał otaczających i pokładów węgla, przy czym dopływ ten jest wymuszany w otworach podciśnieniem, które wytwarza stacja odmetanowania zlokalizowana najczęściej na powierzchni kopalni.

Wyróżnia się następujący podział metod odgazowania górotworu:

• Odmetanowanie wyrobisk korytarzowych,
• Odmetanowania wyprzedzające – prowadzone przed rozpoczęciem eksploatacji w górotworze nieodprężonym, w którym panuje pierwotny stan naprężeń,
• Odmetanowanie eksploatacyjne – prowadzone równocześnie z eksploatacją pokładów węgla w górotworze, w którym naturalna równowaga złoża została naruszona eksploatacją, a sam proces odmetanowania prowadzi się w skałach o zmieniającym się w czasie stanie naprężeń,
• Ujęcie metanu z otamowanych przestrzeni starych zrobów.

W kopalniach JSW S.A. w 2009 roku 62% ujęcia metanu pochodziło z odmetanowania eksploatacyjnego, 36% z otamowanych starych zrobów, a 2% z wyrobisk korytarzowych. Odmetanowania wyprzedzające w kopalniach JSW stosowane jest sporadycznie ze względu na niską przepuszczalność węgli powodującą, że skuteczność tej metody jest mała. Odmetanowanie górotworu przy pomocy otworów drenażowych polega na wykonaniu bezpośrednio z wyrobiska lub z wnęk wiązek otworów i odpowiednim podłączeniu ich do rurociągu odmetanowania. W celu ograniczenia dopływu powietrza do otworu drenażowego jest on uszczelniony poprzez zacementowaną rurę obsadową. Jednak mimo tego do otworu zasysana jest pewna ilość powietrza. W czasie eksploatacji powstają dodatkowe szczeliny będące wynikiem działania naprężeń eksploatacyjnych, które powodują, że z czasem dopływ powietrza do otworu wzrasta, co w konsekwencji powoduje obniżenie koncentracji metanu w ujmowanej mieszance. Odmetanowaniem ujmowana jest mieszanina metanowo-powietrzna o koncentracji 50÷60% gazu. Taki sposób odmetanowania powoduje, że wydatek mieszanki jest stały natomiast koncentracja metanu zmienia się w zależności od:

• Wahań ciśnienia barometrycznego,
• Dopływu gazu z otworów drenażowych i zza tam izolacyjnych,
• Szczelności otworów i sieci rurociągów dołowych.

Odmetanowanie górotworu jest skutecznym sposobem zwalczania zagrożenia metanowego, zapewniającym zmniejszenie wypływu metanu do przestrzeni roboczych.

Efektywność odmetanowania w JSW S.A. w zależności od kopalni wynosi 36÷45%.

Odmetanowanie wyprzedzające górotworu w polskich warunkach z uwagi na słabą przepuszczalność gazową pokładów węgla jest nieefektywne. Dlatego też technologia odmetanowania wyrobisk eksploatacyjnych opiera się na ujmowaniu metanu ze stref zwiększonej przepuszczalności w środowisku ściany będącej w trakcie eksploatacji. Sposoby odmetanowania stosowane w polskich kopalniach dostosowuje się do zaprojektowanego wcześniej systemu eksploatacji i przewietrzania ściany. Wyróżnia się dwie metody odmetanowania wyrobisk eksploatacyjnych:

• Otworami drenażowymi wierconymi z chodników wentylacyjnych do strefy odprężonej w stropie i/lub spągu pokładu eksploatowanego, metoda ta jest metodą zasadniczą, przy czym zarówno miejsce wykonywania otworów jak również ich parametry uzależnione są od systemu eksploatacji i przewietrzania ściany,
• Chodnikami drenażowymi wykonanymi w pokładzie znajdującym się w strefie odprężonej nad pokładem eksploatowanym, zwana metodą drenażu nadległego (Hirschbach) lub pod pokładem eksploatowanym, zwana metodą drenażu podległego.