mgr inż. J. Kurzydym

-

KWK „Jastrzębie”

mgr inż. St. Nawrat

-

ZKWK „Jastrzębie”

mgr inż. W .Żyła

-

KWK „Manifest Lipcowy”

Wybrane zagadnienia z zakresu zwalczania

zagrożenia metanowego metodami

wentylacyjnymi w rejonach ścian zawałowych

- 2 -

I. Wstęp

Jednym z najpoważniejszych zagrożeń naturalnych występujących w

większości kopalń ZKWK w Jastrzębiu jest zagrożenie metanowe stwarzające
szczególne

trudności

w

prowadzeniu

robót

przygotowawczych

i

eksploatacyjnych.

W niniejszym re

feracie ograniczono się jedynie do omówienia wybranych

zagadnień zwalczania zagrożenia metanowego w odniesieniu wyłącznie do ścian
zawałowych prowadzonych systemem podłużnym. W wyniku eksploatacji
pokładu dochodzi do spękania i odprężenia skał otaczających a tym samym do
wzrostu ich przepuszczalności, co umożliwia swobodny wypływ metanu ze strefy
odprężonej do przestrzeni wyeksploatowanej i przyległych chodników.
Niezależnie od tego następuje także wydzielanie metanu z urabianego pokładu
tj. z odkrytych oci

osów i urobku.

Duże koncentracje metanu w rejonach rozpatrywanych ścian stwierdza się

najczęściej w:



pobliżu wylotów ścian w powietrzu odpływowym,



strefach zawałowych w górnych odcinkach ścian,



likwidacjach chodników nadścianowych,



chodnikach przyścianowych odprowadzających zużyte powietrze ze ścian,
przy czym dotyczy to głównie chodników posiadających kontakt ze zrobami
lub strefami uskokowymi.

Lokalizacja w/w miejsc i wielkość koncentracji metanu uzależnione są m.in.

od systemu przewietrzania ściany narzuconego określoną rozcinką pokładu,
metanowości eksploatowanego pokładu i pokładów sąsiednich, ilości powietrza
doprowadzanego do ściany, ukształtowania pola potencjalnego wokół zrobów
pokładu eksploatowanego i pokładów sąsiednich oraz od rodzaju i ilości
z

astosowanych dodatkowych środków profilaktyki metanowej (odmetanowanie,

pomocnicze urządzenia wentylacyjne, itd.). Ze względu na to, że tematyka
zwalczania zagrożenia metanowego w rejonach ścian zawałowych jest bardzo
obszerna, w referacie ograniczono się jedynie do skrótowego przedstawienia
wybranych zagadnień, tj.:



stosowanych systemów przewietrzania ścian,



intensywności przewietrzania ścian i chodników przyścianowych,



sposobów kształtowania pola potencjalnego w rejonach eksploatacyjnych,



stosowanych pomo

cniczych urządzeń wentylacyjnych.

II. Kształtowanie się zagrożenia metanowego w zależności od przyjętego

systemu przewietrzania ścian

Przyjęcie określonego systemu przewietrzania ściany wynika ze sposobu

rozcinki eksploatowanego pokładu. Niewłaściwie dobrany system przewietrzania
ściany może stanowić podstawową przyczynę występowania trudności w
efektywnym zwalczaniu zagrożenia metanowego. Stan zagrożenia metanowego
w rejonach wentylacyjnych ścian zawałowych, wynikający z zastosowania
określonego sposobu przewietrzania ściany, ilustrują poniższe przykłady, przy

- 3 -

czym ograniczone są jedynie do przedstawienia najbardziej typowych rozwiązań,
najczęściej stosowanych w kopalniach ZKWK w Jastrzębiu.

1.

Powietrze świeże i zużyte prowadzone wzdłuż calizny węglowej

Rys.1

Przedstawiony na rys.1. sposób przewietrzania ściany stosuje się na ogół w
przypadku niedużej metanowości absolutnej ściany, wynoszącej maksymalnie
ok.5-10m

3

CH

4

/min.

Maksymalne koncentracje metanu występują w likwidacji chodnika

nadścianowego oraz na linii zawału w górnym odcinku ściany. Ilość powietrza
prowadzonego ścianą wynosi 500-1000m

3

/min. Stosowanie odmetanowania

wymaga wiercenia dużej ilości otworów ponieważ ulegają one częstemu
przerwaniu, co powoduje, że efektywność odmetanowania jest niska.

2.

Powietrze świeże i zużyte prowadzone wzdłuż zrobów

Rys.2

- 4 -

Sposób przewietrzania ściany z prowadzeniem powietrza chodnikami wzdłuż
zrobów (rys.2) stosowany jest przy metanowości absolutnej wynoszącej ponad
10m

3

CH

4

/min, przy czym il

ość powietrza płynącego poprzez ścianę waha się od

500 do 1 200m

3

/min.

Maksymalne koncentracje metanu występują między innymi:



przy ociosie odzawałowym chodnika nadścianowego odprowadzającego
zużyte powietrze,



w sąsiedztwie wylotu zlikwidowanego kanału dowierzchni ścianowej,



na narożu ściany i chodnika nadścianowego w przypadku dużej metanowości
urobionego pokładu.

Wyżej wymieniony system przewietrzania jest korzystny ze względu na
odsunięcie strefy o wysokich koncentracjach metanu od przodka ścianowego
or

az możliwość stosowania efektywnego odmetanowania zrobów ( otwory

drenażowe wzdłuż chodnika nadścianowego nie ulegają zniszczeniu).

3.

Powietrze świeże prowadzone wzdłuż calizny węglowej; zużyte prowadzone
wzdłuż zrobów

Rys.3

Prowadzenie powietrza świeżego wzdłuż calizny węglowej oraz zużytego wzdłuż
zrobów (rys.3) stosuje się przy metanowości absolutnej do ok.20m

3

CH

4

/min i

ilości powietrza w ścianie ok.700-1 500m

3

/min.

System ten charakteryzuje się identycznymi zaletami i miejscami

występowania wyższych koncentracji metanu jak sposób podany w pkt.2 z tym,
że jest korzystniejszy, ponieważ umożliwia doprowadzenie większych ilości
powietrza bezpośrednio do ściany.

- 5 -

4.

Powietrze świeże prowadzone wzdłuż zrobów; zużyte prowadzone wzdłuż
calizny

Rys.4

Przewietrzanie ściany sposobem pokazanym na rys.4 tj. poprzez doprowadzenie
powietrza świeżego chodnikiem wzdłuż zrobów i odprowadzenie powietrza
zużytego chodnikiem wzdłuż calizny węglowej stosuje się w przypadku niskiej
metanowości absolutnej wynoszącej maksymalnie od 5 do 10m

3

CH

4

/min, przy

ilości powietrza w ścianie od ok.500 do 1 000m

3

/min.

Maksymalne koncentracje metanu występują w likwidacji chodnika

nadścianowego oraz na linii zawału w górnym odcinku ściany, tj. podobnie jak
przy sposobie podanym w pkt.1.

5.

Powietrze świeże prowadzone obydwoma chodnikami przyścianowymi wzdłuż
calizny węglowej; zużyte odprowadzane chodnikiem wzdłuż zrobów

Rys.5

- 6 -

Przewietrzanie ściany wg założeń pkt.5 pokazane na rys.5, stosuje się w

przypadku metanow

ości absolutnej dochodzącej do 20m

3

CH

4

/min i większej.

Ilości powietrza wynoszą odpowiednio:



500-1 000m

3

/min w ścianie,



300-1 000m

3

/min w chodniku nadścianowym od strony doświeżania

(regulacja w zależności od stanu zagrożenia Ch

4

),



800-2 000m

3

/min w chodn

iku odprowadzającym zużyte powietrze.

Maksymalne koncentracje metanu występują na ociosie przyzawałowym
chodnika nadścianowego. Przedstawiony system przewietrzania jest bardzo
korzystny ponieważ m.in. strefę wysokich koncentracji metanu od przodka
ścianowego i pozwala na uzyskanie stosunkowo dużej efektywności
odmetanowania.

6.

Zastosowanie nadścianowych chodników równoległych

Zastosowanie nadścianowych chodników równoległych jest jednym z

najbardziej efektywnych sposobów zwalczania zagrożenia metanowego w
rejonach ścian o dużej metanowości absolutnej wynoszącej 20m

3

CH

4

/min i

więcej.

Najczęściej stosuje się dwie odmiany w/w sposobu przewietrzania, które

pokazano na rys.6 i 7.

Rys.6

Rys.6 przedstawia przewietrzanie w/w sposobem, przy czym chodnik

nad

ścianowy równoległy (przyległy do zrobów) uzyskano poprzez jego

wygrodzenie przy eksploatacji ściany.

- 7 -

Rys.7

Nadścianowe chodnik równoległe pokazane na rys.7 są wykonane już w

trakcie rozcinki pokładu, tj. przed rozpoczęciem eksploatacji ściany. Ilości
powietrza prowadzone przez ścianę (na wlocie) wahają się od 600 do 1
500m

3

/min przy zastosowaniu przewietrzania wg rys.6 , i od 500 do 1 000m

3

/min

przy przewietrzaniu wg rys.7. W drugiej odmianie przewietrzania (rys.7)
charakteryzującej się doswieżeniem od strony pochylni, ilość powietrza zużytego
na wylocie z chodnika nadścianowego wynosi od 800 do 2 000m

3

/min.

Podstawowe zalety obydwu odmian przedstawionego w niniejszym punkcie

sposobu przewietrzania ścian, to przede wszystkim:



Przesunięcie strefy o wysokiej koncentracji metanu od linii przodka
ścianowego w głąb zawału,



Umożliwienie prowadzenia skutecznego odmetanowania zrobów (z chodnika
nadścianowego skrajnego), przy czym ujęcie metanu średnio przekracza
ok.50%, a nierzadko 75% metanowości absolutnej rejonu.

Miejscem występowania największych koncentracji metanu w omawianym
sposobie przewietrzania ściany jest odcinek ociosu zawałowego chodnika
nadścianowego na wprost przecinki do chodnika równoległego.

Dodatkowa korzyść wynikająca z zastosowania drugiej odmiany sposobu

przewietrzania rejonu ściany podwójnymi chodnikami nadścianowymi, to głównie
możliwość doprowadzenia stosunkowo dużych ilości powietrza świeżego
chodnikiem nadścianowym doświeżającym w rejon wylotu ściany oraz w
kierunku ewentualnego mi

ejsca wypływu metanu od strony ociosu zawałowego

chodnika nadścianowego.

Dysponowanie w chodniku nadścianowym ilością powietrza świeżego

pozwalającą na prowadzenie właściwej profilaktyki metanowej na odcinku
chodnika nadścianowego za ścianą pozwala również (między innymi) na:



ograniczenie ilości powietrza przepływającego przez ścianę, co poprawia
komfort pracy w samej ścianie (zejście z bardzo dużych prędkości powietrza)
oraz wpływa korzystnie na stan zagrożenia pożarami endogenicznymi
(mniejsza infiltrac

ja powietrza zrobów eksploatowanej ściany),

- 8 -



wykorzystanie chodnika nadścianowego z prądem powietrza świeżego do
transportu materiałów (zabezpieczenie kolejki) oraz jako głównej drogi
ucieczkowej dla załogi ściany w przypadku zaistnienia pożaru np. w chodniku
podścianowym,



zwiększenie efektywności odmetanowania zrobów, przy ograniczonym
przepływie powietrza przez ścianę.

Omówienie w niniejszym referacie sześciu najczęściej stosowanych sposobów
przewietrzania ścian prowadzonych w kopalniach metanowych, świadczy o
decydującym znaczeniu dla profilaktyki metanowej właściwego doboru rozcinki
pokładu i systemu przewietrzania ścian, w powiązaniu z ich prognozowaną
metanowością absolutną i relatywną.

Równocześnie należy podkreślić, że zastosowanie określonego systemu

przewietrzania ścian bardzo korzystnego ze względu na zwalczanie zagrożenia
metanowego może być sprzeczne z zasadami zwalczania pożarów
endogenicznych.


III. Intensywność przewietrzania ścian zawałowych

Podstawowym środkiem zwalczania zagrożenia metanowego w rejonie

ściany jest powietrze doprowadzane w ilościach pozwalających na rozcieńczenie
wydzielającego się metanu, co najmniej poniżej zawartości wartości granicznych
określonych przepisami górniczymi.

Wymagany wydatek powietrza (V) dla ściany eksploatowanej w pokładzie

metanowym oblicza się ze wzoru:

gdzie:

b

– prognozowana metanowość relatywna pokładu; m

3

(CH

4

)/t,

W

– projektowane wydobycie ze ściany; t/d,

n

2

– dopuszczalna zawartość metanu w prądzie wylotowym; %,

n

1

– dopuszczalna zawartość metanu w prądzie wlotowym; %,

k

– współczynnik nierównomierności wydzielania się metanu; najczęściej

przyjmuje się k = 1,4,

E

0

– współczynnik efektywności odmetanowania.

Dopuszczalne zawartości metanu przy stosowaniu metanometrii automatycznej
w

ynoszą n

2

= 1,5% i n

1

= 0,5%.

Ilości powietrza jakie należy doprowadzić do ściany zależą głównie od

prognozowanej metanowości relatywnej, która w obliczeniach jest tym mniejsza,
im większy jest zakładany udział odmetanowania w odprowadzeniu
wydzielającego się metanu. Obliczenia wymaganej ilości powietrza dla ścian
zawałowych silnie metanowych, prowadzone z wykorzystaniem w/w wzoru,
niejednokrotnie dawały wynikowe wydatki zbliżone lub znacznie przekraczające

)

(

4

,

14

)

1

(

1

2

0

0

0

0

n

n

E

W

b

k

V







m

3

/min

- 9 -

maksymalną przepustowość wentylacyjną ściany liczoną dla jej przekroju
użytecznego i maksymalnej prędkości powietrza 5m/s.

Po powszechnym wprowadzeniu do ścian obudów zmechanizowanych,

zdecydowanemu zmniejszeniu uległy przekroje użyteczne ścian, a tym samym
ich maksymalne przepustowości wentylacyjne i możliwości prowadzenia nimi
dużych ilości powietrza, wynikających z przedmiotowych obliczeń.

Przewietrzanie ścian silnie metanowych dużymi ilościami powietrza

(ok.1000m

3

/min dla pokładów cienkich oraz ok.2000m

3

/min dla pokładów

grubych) nie zawsze daje pożądany efekt w zakresie zwalczania metanowego i
bardzo często poprzez zwiększenie strefy infiltracji powietrzem zrobów
zawałowych powoduje znaczne zwiększenie metanowości całego rejonu.

Niezaprzeczalnym faktem prowadzenia ścianą dużych ilości powietrza od

(przy odpowiednim systemie przewietrzania) jest znaczne odsuniecie od frontu
roboczego strefy o wysokiej koncentracji metanu, jednak przewietrzanie to
charakteryzuje się również znacznymi wadami, tj.:



pogorszeniem się efektywności odmetanowania,



dotlenien

iem znacznej przestrzeni zrobów, co przy sprzyjających warunkach

może spowodować wystąpienie zagrożenie pożarem endogenicznym,



niskim komfortem pracy w ścianie m.in. ze względu na wzrost prędkości i
zapylenia powietrza.

W związku z powyższymi wadami prowadzenia dużych ilości powietrza ścianami
zawałowymi w granicach 3-5m/s, kopalnie w niektórych przypadkach decydują
się na zmniejszenie ilości powietrza w ścianie a zatem utrzymywania strefy
wysokich koncentracji metanu w przestrzeni roboczej ściany.

Równocześnie w wyżej wymienionych przypadkach kopalnie stosują

dodatkowe środki profilaktyki metanowej (poza powietrzem prowadzonym ścianą
i zwiększonym ujęciem odmetanowania) tj.:



lokalne odsysanie metanu lub upust metanu z wykorzystaniem lub bez

pomocniczych u

rządzeń wentylacyjnych,



lokalne obniżanie wysokich koncentracji metanu w czynnych wyrobiskach za
pomocą w/w urządzeń z ewentualnym zastosowaniem doświeżania zużytego
powietrza,



zmienne ukształtowanie pola potencjalnego wokół zrobów pokładów
wybieranego i p

okładów sąsiednich.

Prowadzenie zmniejszenie ilości powietrza poprzez silnie metanowe ściany jest
często narzucone brakiem możliwości większego oddziaływania depresji
wentylatora głównego na dany rejon wentylacyjny, przy czym głównie odnosi się
to do szybów wdechowych lub wydechowych.

Na podstawie obserwowanych na niektórych kopalniach ZKWK

„Jastrzębie” zmian w ilościach powietrza doprowadzanych do ścian w czasie ich
eksploatacji, można wywnioskować, że nie występuje zależność liniowa
pomiędzy zawartością metanu na wylocie z rejonu lub ściany a wydatkiem
powietrza w ścianie.

Zastrzeżenia budzi także prognozowanie metanowości relatywnej, będące

często podstawową przyczyną otrzymywania z obliczeń dużych wydatków
powietrza, których zapewnienie może być niemożliwe lub staję się niecelowe w
przypadku gdy faktycznie stwierdzone metanowości są niższe od
prognozowanych wartości.

- 10 -

Równocześnie niejednokrotnie dochodzi także do odwrotnej sytuacji, tj. że

faktyczna metanowość ściany jest większa od prognozowanego, a zatem
zaprojektowana ilość powietrza jest niewystarczająca dla prowadzenia właściwej
profilaktyki metanowej.

Drugi przypadek jest bardzo niebezpieczny i może spowodować okresowe

wyłączenie ściany z ruchu do czasu zapewnienia jej środków pozwalających na
b

ezpieczne jej prowadzenie, przy czym nierzadko związane to jest ze znacznymi

kosztami (np. drążenie równoległego chodnika nadścianowego).

W związku z powyższymi uwagami należałoby przystąpić do modyfikacji

metod prognozowania metanowości ścian, której celem byłoby uzyskanie
większej zgodności prognoz z późniejszym stanem faktycznym.

Bardzo ważnym problemem, który również wymaga aktualizacji jest

ustalenie zasad określenia racjonalnej i optymalnej ilości powietrza w ścianach i
w rejonach.

Odzwierciedlenie

m obliczeń wymaganych ilości powietrza w ścianach

zawałowych o dużym zagrożeniu metanowym jest przykład ściany B-2 pokł.359/1
KWK „XXX-lecia PRL”, której szkic przedstawiono na rys.8.

Rys.8

Dane przyjęte do obliczeń ilości powietrza w ścianie B-2 pokł.359/1, ze względu
na zagrożenie metanowe, przedstawiają się następująco:



projektowane wydobycie W = 500 t/d,



prognozowana metanowość relatywna dla wydobycia 500t/d (przy założeniu,
że ujęcie metanu przez odmetanowanie będzie wynosić 75%), b = 0,25 x
164m

3

CH

4

/t,



dopuszczalna zawartość metanu w prądzie wylotowym n

2

= 1,5%,



dopuszczalna zawartość metanu w prądzie wylotowym n

1

= 0,5%,



współczynnik nierównomierności wydzielania się metanu k = 1,4,

Obliczona wymagana ilość powietrza jaką należałoby doprowadzić do

ściany B-2 wynosi W = 1 933m

3

/min, co przy przekroju użytecznym ok.3,5m

2

odpowiadałoby prędkości powietrza w ścianie ok.9,5m/s.

chodnik

chodnik

ściana B-2
pokł. 359/1

- 11 -

W związku z powyższym dla celów projektowych przyjęto, że maksymalna

ilość powietrza w ścianie, odpowiadająca prędkości powietrza 5m/s, powinna
wynosić ok. 1 050m

3

/min.

W rzeczywistości przez ścianę prowadzi się aktualnie (I dekada września

1983r.) ok. 420m

3

/min powietrza; prędkość powietrza 2m/s. Ilości powietrza

zużytego odprowadzanego chodnikami wentylacyjnymi B-2 i B-3 wynosi łącznie
ok. 1 480m

3

/min. Całkowita ilość powietrza na wylocie rejonu wynosi 2

200m

3

/min. Przy wyżej wymienionych parametrach przewietrzania rejonu ściany i

zachowaniu rozpływów powietrza jak na rys.8, ściana B-2 pokł.2359/1
prowadzona je

st z zachowaniem bezpiecznych warunków pracy. Stwierdzane

przekroczenia dopuszczalnych zawartości metanu w rejonie ścianie
spowodowane są najczęściej destabilizacją przepływów powietrza w rejonie,
zniżką barometryczną i przebudową pomocniczych urządzeń wentylacyjnych.

Zawartość metanu na wylocie ściany wynosi średnio ok. 1,0%, natomiast

na wylocie z rejonu ok. 1,2%. Rzeczywista metanowość absolutna rejonu ściany
wynosiła ok. 50m

3

CH

4

/min, z czego na odmetanowanie przypadało ok. 24m

3

CH

4

/min, zaś na wentylację ok.26m

3

CH

4

/min.

Metanowość relatywna dla wydobycia ok. 460 t/d wynosiła ok. 156m

3

CH

4

/min, a zatem była przybliżona do wartości prognozowanej, tj. 164m

3

CH

4

/t.

(dla W = 500t/d).


IV. Metoda kształtowania pola potencjalnego w obrębie ścian zawałowych.

Podstawowymi czynnikami wpływającymi na stan zagrożenia metanowego

w rejonach eksploatacyjnych są między innymi:



ilość wydzielającego się metanu do zrobów,



intensywność przepływu powietrza przez zroby,



wahania ciśnienia atmosferycznego.

Pierwsze dwa c

zynniki są uzależnione od sposobu ukształtowania pola

potencjalnego w obrębie zrobów i czynnych wyrobisk rejonu eksploatacyjnego.

Rozeznanie odnośnie kształtowania pola potencjalnego w danym rejonie

uzyskujemy poprzez analizę schematu potencjalnego sieci wentylacyjnej.

Istotą przedmiotowej metody jest dokonanie takich zmian w ukształtowaniu

pola potencjalnego, ażeby istniała możliwość kierowania przepływami powietrza
(gazów) wraz z metanem przez zroby lub też eliminowania tych przepływów.
Wyżej wymieniona metoda pozwala również na uzyskanie lub utrzymanie
wymaganych koncentracji metanu w czasie odmetanowania.

Analiza schematu potencjalnego pozwala na ustalenie kierunków migracji

mieszanin metanowo-

powietrznych pomiędzy zrobami różnych pokładów, a tym

samy

m ułatwia rozeznanie przyczyn nagromadzeń metanu w czynnych

wyrobiskach.

Stosowanie zmian w przepływach metanu i powietrza przez zroby w

wyniku innego ukształtowania pola potencjalnego powinno być poprzedzone
analizą zagrożenia pożarami endogenicznymi rejonu (rejonów), w którym dojdzie
do w/w zmian.

- 12 -

Zmiany w ukształtowaniu pola potencjalnego w rejonie eksploatowanej

ściany lub całej partii kopalni można uzyskać m.in. następującymi sposobami
przedstawionymi poniżej.

Istnienie migracji przez zroby w płaszczyźnie pokładu jak i pomiędzy

zrobami sąsiednich pokładów powinno być zbadane przy pomocy metody
znacznikowej pomiaru prędkości przepływu gazów. Metoda ta stosując jako
znacznik sześciofluorek siarki SF

6

wykorzystywana była m.in. do tych celów w

kopalniach

ZKWK w Jastrzębiu, np. w rejonie ściany F-5 w pokł.360/3 KWK

„Manifest Lipcowy” dla określenia kontaktu z nadległymi zametanowymi zrobami
pokł. 360/1.

1.

Zastosowanie tamy regulacyjnej w chodniku nadścianowym czynnej ściany

(rys.9, 10 i 11)

a) sytuacja przed zastosowaniem tamy regulacyjnej TR

Rys.9

Rys.10

b) sytuacja po zastosowaniu tamy regulacyjnej TR

Rys.11

TR

1

2

3

4

5

6

7

2

3

1

5

6

2

3

1

5

6

TR

- 13 -

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

TW

Jak widać z rys.11 dzięki zastosowaniu tamy regulacyjnej uzyskano

tendencję przepływu gazów (powietrza i metanu) od ściany (węzły 2 i 3) do tam
izolacyjnych, a zatem odsunięto strefę wysokiej koncentracji od frontu roboczego
ściany a równocześnie stworzono dobre warunki dla zastosowania
odmetanowania poprzez tamy izolacyjne.

Identy

czny skutek odniosłoby zastosowanie wentylatora pomocniczego w

chodniku podścianowym tejże ściany, pomiędzy węzłami 1 i 2.

2.

Wykorzystanie zrobów w sąsiednim wyeksploatowanym pokładzie jako
zbiornika dla metanu wydzielającego się do zrobów pokładu eksploatowanego
(rys. 12, 13 i 14)

Rys.12

Rys.12

Rys.13

Rys.14

4

TI

8

5

TI

TI

TW

7

1

2

3

6

- 14 -

Dzięki zastosowaniu śluzy wentylacyjnej TW (w sytuacji na rys.14)

uzyskujemy zmianę układu depresyjnego pomiędzy zrobami towarzyszącymi
czynnej ściany a zrobami w innym pokładzie już wcześniej wykonanym i
zaizolowanym. Metan migruje poprzez spękania do zrobów pokładu
wyeksploatowanego, a zatem zmniejsza się zagrożenie metanowe w rejonie
czynnej ściany a ponadto można wykorzystać instalację odmetanowania w
rejonie tam izolacyjnych TI.

3. Upust mieszaniny metanowo-

powietrznej poprzez tamę izolacyjną

W przypadku niemożliwości opanowania zagrożenia metanowego za

pomocą pomocniczych środków wentylacyjnych i odmetanowania, a
równocześnie przy braku podwójnych chodników nadścianowych, można także
zastosować w rejonie zagrożonej ściany (o ile istnieją warunki) upust mieszniny
metanowo-

powietrznej poprzez tamę izolującą zroby wyżej wybranej ściany w

tym samym pokładzie. Wyżej wymieniony sposób kształtowania pola
potencjalnego zastosowano na KWK „Manifest Lipcowy”, w rejonie śc. F-9
pokł.359/1, co obrazują rys.15, 16 i 17.

Rys.15

4

3

5

Zr. śc. F-7

TI

472

Upust metanu

przez przełaz

lutniowy i

lutniociąg

(dotyczy sytuacji

pokazanej na

rys.17)

- 15 -

1

4

5

6

3

2

TI 472

Śc. F-9

Zr.śc. F-7

1

4

5

6

3

2

TI 472

Śc. F-9

Zr.śc. F-7

z upustem

Rys.16

Rys.17

Przed zastosowaniem upustu metanu pop

rzez tamę TI-472 (rys.16)

występowały częste przekroczenia dopuszczalnej zawartości metanu, tj. 2% i to
zarówno przy wylocie ściany F-9 jak i w chodniku nadścianowym tejże ściany
(szczególnie przy kanale dowierzchni F-7 w węźle 3). W wyniku powyższego
doch

odziło do przestojów w eksploatacji ściany F-9.

Po zastosowaniu w/w upustu (rys.17) z odpowiednimi zabezpieczeniami

poprzez stworzenie komory mieszania (maks. Zawartość CH

4

na wylocie z

komory mieszania 2%), migracja metanu ze zrobów ściany F-7 odbywała się w
kierunku tamy izolacyjnej TI-

472a, tym samym w rejonie ściany F-9 zagrożenie

metanowe zostało usunięte. Upust metanu przyczynił się również do zwiększenia
efektywności odmetanowania w rejonie ściany F-9 i zrobów ściany F-7.

Metanowość absolutna rejonu ściany F-9 wynosiła:



ok. 61,2m

3

CH

4

/min przy występowaniu zagrożenia metanowego, przy czym z

tejże ilości ok. 30,7m

3

CH

4

/min odprowadzano poprzez odmetanowanie,



ok. 54,7m

3

CH

4

/min po zastosowaniu w/w upustu, z czego ok. 37,9m

3

CH

4

/min odprowadzono ruroci

ągami odmetanowania.

Jak widać z powyższego upust metanu poprzez tamę TI-427 spowodował
zmniejszenie ilości metanu w powietrzu odpływowym rejonu ściany F-9 z ok.
30,5m

3

CH

4

/min do ok. 16,8m

3

CH

4

/min.

V. Stwierdzenia i wnioski

1.

Decydującymi czynnikami determinującym stan zagrożenia metanowego w
ścianach zawałowych są: metanowość pokładu, założony kierunek
eksploatacji, istniejące połączenia zrobowe, intensywność przewietrzania
ściany, ukształtowanie pola potencjału aerodynamicznego wpływające na

- 16 -

kierunku m

igracji powietrza i gazów w zrobach oraz efektywność

odmetanowania.

2.

Prognozy metanowości ścian w wielu przypadkach nie są adekwatne do
stanu rzeczywistego, pomimo tego prognozy te są niezmiernie przydatne jako
baza wyjściowa dla projektowania właściwej profilaktyki zwalczania
zagrożenia metanowego.

3.

Metody prognozowania metanowości ścian i wyrobisk chodnikowych powinny
być w dalszym ciągu doskonalone.

4.

W warunkach zagrożenia metanowego do rejonu ściany należy prowadzić

możliwie duże ilości powietrza zapewniające dużą intensywność
przewietrzania.

5.

Dopracowania wymagają metody obliczania ilości powietrza dla ścian, przy
czym powinny one określać: optymalną ilość powietrz odrębnie dla ściany i
odrębnie dla rejonu ściany.

6. W fazie projektowania wraz z ustaleniem

systemu przewietrzania ściany

powinien być sporządzony schemat potencjalny, w oparciu o który powinny
być określone warunki kształtowania pola potencjału aerodynamicznego
minimalizujące stan zagrożenia metanowego w ścianie i maksymalizujące
efektywność odmetanowania.

7.

Dla określenia migracji powietrza i gazów w zrobach i określenia połączeń
zrobowych należy szeroko stosować metodę znacznikową.

8.

W celu uzyskania maksymalnych efektów odmetanowania ścian powinien być
odpowiednio dostosowany system wentylacji i

kształtowania pola potencjału

aerodynamicznego ściany i zrobów.

9.

W wyjątkowych przypadkach powinno być dopuszczalne stosowanie upustów
metanowych przy wzmożonej kontroli zagrożenia pożarowego.