Metan w kopalniach. Od zawsze trudny przeciwnik

Dr Marek Borowski, specjalista z zakresu wentylacji kopalń z AGH w Krakowie przypomniał, że na przestrzeni wieków – pod wpływem obumierania – lasy utworzyły warstwy, które pod wpływem temperatury i ciśnienia przeobraziły się z drewna w torf, następnie w węgiel brunatny i węgiel kamienny. Również diamenty powstają podczas tego samego procesu. Podczas butwienia substancji i przeobrażania w węgiel, powstawał także metan.

Kilof a sprawa metanu

– Część pokładów węgla może w sposób samoistny ulec odgazowaniu na przestrzeni wieków. Mówimy wtedy, że to są pokłady niemetanowe albo zawierają jego śladowe ilości. Z drugiej strony mogą zaistnieć wyjątkowo korzystne, naturalne warunki do kumulacji gazu. Dzieje się tak, gdy od powierzchni ziemi pokłady węgla są ograniczone nieprzepuszczalnymi warstwami. Wtedy metan nie ma możliwości odpływu, a jedyna ścieżka jego uwolnienia powstaje przy okazji eksploatacji węgla – przez jego wydobywanie – powiedział dr hab. Marek Borowski z Wydziału Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Ekspert zwrócił uwagę, że nierówność nasycenia metanem powoduje największe problemy podczas wydobycia węgla w kopalni.

– Czasami trafiamy na zbiorniki metanu pod ciśnieniem – wtedy metan wypływa z dużą intensywnością.

To są sytuacje, których nie jesteśmy w stanie do końca przewidzieć i kontrolować mimo że robimy rozpoznanie geologiczne przed rozpoczęciem wydobycia – powiedział Borowski.

Nie oznacza to jednak, że każde „uderzenie kilofem” jest niebezpieczne – doprecyzował.

– Nie każde uderzenie jest ryzykowne, bo w takiej bezpośredniej bliskości wiemy, czego się spodziewać. Natomiast trzeba brać pod uwagę, że długość wyrobiska eksploatacyjnego, w którym jest wybierany węgiel, wynosi 200 metrów i więcej. Kiedy wybierzemy jedną warstwę pokładu węgla, następuje opad innych warstw, które zalegają powyżej. Mamy do czynienia z ciągłym przemieszczaniem warstw skalnych, które można porównać do „płynącej lawy”. Wewnątrz tej lawy mogą zdarzyć się gejzery, których nie jesteśmy w stanie wcześniej dostrzec – wyjaśnił Borowski.

Prześwietlanie złoża

Ekspert opisał też, jak wygląda proces przygotowania złóż do wydobycia: – Przed eksploatacją wykonujemy otwory wiertnicze. Na podstawie otworów jest szacowane złoże i zawartość gazów w tym złożu. Te otwory mają różną siatkę – są wykonywane czasami co 1 km, innym razem – co 5 km, a czasami – co 10 km. Na tej podstawie projektuje się i buduje kopalnie. Odtwarza się geologię danego miejsca i prognozuje, jak przebiegają warstwy złoża, ale też oznacza się zawartość gazu i prognozuje jego rozmieszczenie.

Dodał, że specjaliści nie są w stanie przewidzieć wszystkich zaburzeń geologicznych – takich jak uskoki i zafałdowania, które wpływają na emisję metanu. – To geologia zaburza rozkład i przepływ metanu. Nie jesteśmy w stanie zrobić zdjęcia rentgenowskiego, na którym wszystko byłoby widać – wskazał.

W trakcie wydobycia węgla cały czas działa system wentylacji, a specjalne maszyny monitorują stan powietrza, metanu i innych gazów przez całą dobę. – Co sekundę widzimy to wszystko na monitorach. Ten proces obserwacji nie ustaje – podkreślił specjalista z AGH.

Jak powiedział, osoby odpowiedzialne za kontrolę robót górniczych są w stanie zauważyć i przeciwdziałać występującym zagrożeniom naturalnym, ale nie są w stanie przewidzieć wszystkich sytuacji – np. gwałtownego uwolnienia gazu w bardzo krótkim czasie.

Tragedia na Śląsku

W środę w nocy w kopalni Pniówek w Pawłowicach doszło do pierwszego wybuchu i zapalenia metanu w rejonie prowadzącej wydobycie ściany N-6 na poziomie 1000 metrów. W czasie, gdy akcję prowadziły dwa zastępy ratowników, poszukujące trzech pracowników, doszło do wtórnego wybuchu. W czwartek wieczorem w kopalni doszło do czterech kolejnych wybuchów metanu. Dotąd potwierdzono śmierć pięciu ofiar tamtej katastrofy – cztery osoby zginęły w kopalni, jedna zmarła w szpitalu, sześć osób w stanie ciężkim jest hospitalizowanych; siedmiu górników nie odnaleziono.

W sobotę ok. godz. 3.40. w chodniku robót przygotowawczych w pokładzie 412 na poziomie 900 metrów kopalni Zofiówka doszło do wstrząsu. Wstrząsowi towarzyszył wypływ metanu, nie doszło jednak do zapalenia ani wybuchu tego gazu. W sobotę wieczorem przedstawiciele JSW poinformowali, że ratownicy dotarli do czterech z 10 poszukiwanych górników; nie dawali oni oznak życia. W nocy z soboty na niedzielę ratownicy przetransportowali pierwszego z czterech odnalezionych górników; lekarz w bazie ratowniczej stwierdził jego zgon. W niedzielę rano dyrektor do spraw pracy w kopalni Zofiówka Marcin Gołębiowski poinformował, że stężenie metanu jest wysokie i to w znaczny sposób utrudnia prowadzenie akcji ratunkowej.