VŠB TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. Hornicko-geologická fakulta 17. listopadu 15, Ostrava-Poruba. Projekt VaV ČBÚ č.57-07

Transkript

1 VŠB TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA Hrnick-gelgická fakulta 17. listpadu 15, Ostrava-Pruba Prjekt VaV ČBÚ č Ochrana zaměstnanců před důsledky průtrží hrnin a plynů Závěrečná zpráva Zdpvědný řešitel: Krdinátr prjektu: prf. Ing. Vlastimil Hudeček, CSc. prf. Ing. Vladimír Slivka,CSc., dr.h.c. Ostrava, říjen 2009

2 Vyská škla báňská Technická univerzita Ostrava Prgram VaV ČBÚ : Bezpečnst práce a prvzu při hrnické činnsti a vybraných činnstech prváděných hrnickým způsbem Prjekt č : Ochrana zaměstnanců před důsledky průtrží hrnin a plynů ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA k prgramu výzkumu a vývje ČBÚ, č. prjektu Ochrana zaměstnanců před důsledky průtrží hrnin a plynů Zahájení: Uknčení: Dba řešení: 28 měsíců Pskytvatel: Česká republika zastupená Českým báňským úřadem Příjemce: Vyská škla báňská Technická univerzita Ostrava Zdpvědný řešitel: prf. Ing. Vlastimil Hudeček, CSc. Na realizaci výzkumu splupracval klektiv pracvníků VŠB-TUO (prf. Ing. Vlastimil Hudeček, CSc., prf. ng.vladimír Slivka, CSc., dr.h.c., prf. Ing. Jarslav Dvřáček, CSc., Ing. Petr Urban,Ph.D., Ing. Petr Michalčík), Green Gas DPB, a.s. (Ing. Milan Stniš, Ing. Radislav Sjka) a OKD a.s. Důl Paskv (Dr. Ing. Petr Welser, Ing. Ladislav Láník, Rman Butschek) Ostrava, říjen

3 Zadání řešení: Řešení prjektu byl rzdělen d 5 Etap: 1. Zhdncení dsavadníh stavu pznání záknitstí vzniku průtrží hrnin a plynů PHP), včetně literární rešerše a analýzy zahraničních pznatků a zkušenstí. 2. Analýza vzniklých PHP v psledních 10 letech v OKR a stanvení směru dalšíh řešení tét prblematiky. 3. Stanvení metd a pstupů pr eliminaci vzniku průtrží hrnin a plynů, které budu zahrnvat zejména: - zařazvání důlních děl, - návrh způsbu prjektvání a vedení přípravných důlních děl, prrážek a prubů tak, aby byly c nejméně vystaveny vlivům přídatných napětí d jiných důlních děl, - prgnózní a preventivní patření prti vzniku průtrží hrnin a plynů včetně způsbu prvádění trhacích prací, - pžadavky na elektrická zařízení, hlídaní izlačníh stavu a jištění a vypínání elektrických zařízení. 4. Analýza mžnsti využití netradičních metd dbývání uhlí v blastech s nebezpečím PHP. 5. Návrh úprav stávajících legislativních nrem pr blast průtrží hrnin a plynů, případně návrh nvých. Výstup řešení: 1. Návrh dplnění resp. úpravy stávajícíh Rzhdnutí OBÚ v Ostravě č. j. 3895/2002 ze dne , případně návrh nvých legislativních nrem pr blast průtrží hrnin a plynů. 2. Návrh metdiky (metdických pstupů, pracvních pravidel resp. Instrukce) pr prvádění metd a pstupů pr eliminaci vzniku průtrží hrnin a plynů. 3. Publikace výsledků řešenéh prjektu. Časvý harmngram řešení: Etapa 1 VIII IX Etapa 2 VIII XII Etapa 3 I IX Etapa 4 I XII Etapa 5 X XI

4 Obsah 1. Zhdncení dsavadníh stavu pznání záknitstí vzniku průtrží hrnin a plynů (PHP), včetně literární rešerše a analýzy zahraničních pznatků a zkušenstí Analýza vniklých PHP v psledních 10 letech v OKR a stanvení směru dalšíh řešení tét prblematiky Přehled všech průtrží hrnin a plynů v ČR mim OKR a v OKR mim Důl Paskv Přehled průtrží hrnin a plynů v OKR na Dle Paskv Základní analýza trendu technickéh vývje realizvané prgnózy a prevence v OKD a na Dle Paskv, závd Staříč Analýza mžnstí nvých přístupů k hdncení prgnózy na Dle Paskv, závd Staříč Analýza a rzbr eknmické a persnální nárčnsti na realizvanu prgnózu a prevenci v běžném prvzu, včetně řešení vzniklých krizvých stavů Vymezení blasti dalšíh řešení úklu mžnst nvých přístupů k hdncení prgnózy na Dle Paskv, závd Staříč Stanvení metd a pstupů pr eliminaci vzniku průtrží hrnin a plynů Analýza mžnstí využití netradičních metd dbývání uhlí v blastech s nebezpečím průtrží hrnin a plynů Metda dvrtávání uhelnéh pilíře becná charakteristika Metda dvrtávání uhelnéh pilíře aplikace metdy v pdmínkách OKR Metda dvrtávání uhelnéh pilíře nasazení metdy v pdmínkách nebezpečí průtrží hrnin a plynů na Dle Paskv Metda dvrtávání uhelnéh pilíře aplikace metdy v pdmínkách OKR.. 62 Metdy prevence Návrh úprav stávajících legislativních nrem pr blast průtrží hrnin a plynů, případně návrh nvých Pznatky z dsavadníh plnění etap 1 4 prjektu VaV ČBÚ č a mžnst jejich uplatnění v invaci legislativních nrem Začlenění reginální prgnózy průtrží hrnin a plynů d prtiprůtržvé legislativy Reginální prgnóza průtrží uhlí a plynů Reginální prgnóza průtrží pískvců, slepenců a plynů Psuzení sučasnéh stavu hdncení lkální prgnózy, mžnsti začlenění nvých pznatků d sučasné legislativy (část lkální prgnóza) Lkální prgnóza průtrží uhlí a plynů Lkální prgnóza průtrží pískvců, slepenců a plynů Psuzení sučasnéh stavu hdncení prevence, mžnsti začlenění nvých pznatků d sučasné legislativy Definice a cíle prevence průtrží uhlí a plynů pr ptřeby legislativních změn, pužité metdy Prevence průtrží pískvců, slepenců a plynů Pužívaná legislativa průtrží hrnin a plynů a mžnst její aktualizace s hledem na sučasný stav hrnické činnsti Navrhvané mžnsti aktualizace v blasti prgnózy průtrží hrnin a plynů Reginální prgnóza průtrží uhlí a plynů a průtrží pískvců, slepenců a plynů 76 4

5 Lkální prgnóza hrnin a plynů Lkální prgnóza pískvců, případně slepenců a plynů Průběžná prgnóza průtrží hrnin a plynů Průběžná prgnóza průtrží uhlí a plynů Průběžná prgnóza pískvců, slepenců a plynů Navrhvané mžnsti aktualizace prevence průtrží hrnin a plynů Prevence průtrží uhlí a plynů Prevence průtrží pískvců, ppřípadě slepenců a plynů Návrh struktury a bsahu nvé legislativy

6 Řešení etapy č Zhdncení dsavadníh stavu pznání záknitstí vzniku průtrží hrnin a plynů (PHP), včetně literární rešerše a analýzy zahraničních pznatků a zkušenstí Tat etapa řešení byla rzdělena d pěti kvartálů (viz časvý harmngram řešení Prjektu č.57-07). V jedntlivých kvartálech byla řešena prblematika zahrnující: Obecnu gelgicku charakteristiku části hrskéh masivu hrženéh průtržemi hrnin a plynů s knkretizací tét charakteristiky na pdmínky OKR, typizaci průtrží, charakteristiku jejich mechanizmů a specifikaci základních predispzic a pdmínek, za nichž k průtržím dchází, pznatky a zkušensti z prblematiky průtrží v ČR a zahraničí (dlišnsti jedntlivých typů průtrží, následky průtrží, vlivy na různá důlní díla a pdbně), včetně trendů jedntlivých zahraničních zemí v prblematice průtrží hrnin a plynů, analýzu trendu vývje plynnsnsti hrskéh masivu v závislsti na hlubce ulžení sljí na lžisku (srvnání s teretickými předpklady, vývj degazace), pznatky z blasti báňských předpisů některých zahraničních států. Obecná gelgická charakteristika části hrskéh masivu hrženéh průtržemi hrnin a plynů s knkretizací tét charakteristiky na pdmínky OKR V tét části řešení byly zpracvány základní gelgické parametry části hrskéh masivu hržené průtržemi hrnin a plynů v pdmínkách Ostravsk - karvinskéh revíru. Hdncení byl zaměřen na gelgii české části hrnslezské pánve, gelgii černuhelnéh lžiska závdu Staříč, Dlu Paskv a na gelgické fenmény, které predispnují vznik průtrží uhlí a plynů. Byla ppsána Hrnslezská pánev a její reginálně gelgická pzice včetně statigrafie a litlgie. Byl ppsán dbývací prstr závdu Staříč Dlu Paskv a jeh vnitřní členění, reliéf karbnu a jedntlivé vrstvy, ve kterých dšl k průtržvým jevům. U strukturně-tektnické stavby lžiska byla hdncena hlavní reginální tektnika. 6

7 Z gelgických fenménů, predispnujících vznik průtrží uhlí a plynů, byla ppsána funkce pkryvných útvarů (převážně neprpustné Ca vápence, slínvce apd.), které téměř dknale zaknzervvaly karbnské phří a tím zamezily úniku plynu z karbnských sljí. Prt byl největší pčet průtrží evidván v primární fázi tvírky lžiska, pstupem d větší hlubky pčet průtrží výrazně pklesl. Dalšími výraznými fenmény, které predispnují vznik průtrží uhlí a plynů jsu: tektnika, stupeň pruhelnění a průvdní litlgie. Tektnika výrazně predispnuje mžnst vzniku PUP, a t hned z něklika phledů: Tektnické zóny a pásma výrazně vlivňují migraci plynů v masívu, tektnicky prušené hrniny a uhlí mají řádvě vyšší klektrské schpnsti a tat predispzice je jedním z faktrů, které vlivňují výhz především jemnzrnné frakce, typickým rysem variské tektniky je i různý stupeň prgresivníh vývje tzv. nedrzvinuté zlmy (např. klubvé pklesy neb intrafliační násuny) mají schpnst kumulvat velké mnžství energie a vytvářejí zóny reziduálníh napětí. V případě klubvých zlmů se jedná spíše hniska s kumulvaným trzním napětím. V případě intrafliačních násunů pak linivé zóny reziduálníh napětí, kmpresní vrásv-násunvá defrmace pdmínila vznik antiklinálních struktur (brachyantiklinály, asymetrické brachyantiklinály). Tyt struktury se stávají v závislsti na prpustnsti nadlží a stupni prušensti plynvými klektry, úlžní pměry, které jsu reprezentvány zvýšenými úklny a pdmiňují náchylnst k průtrži především gravitační slžku. Stupeň pruhelnění je jedním z nejvýznamnějších faktrů, především skky v pruhelnění v jedntlivých pruhelňvacích stadiích jsu spjeny s výraznu prdukcí metanu. Prdukce metanu se při pruhelňvácích skcích phybuje v rzpětí m 3 na tunu uhlí. Stupeň pruhelnění má zásadní vliv na fyzikálně-chemické vlastnsti uhlí, cž výrazně vlivňuje jeh srpční vlastnsti a schpnst kumulvat energii. 7

8 Průvdní litlgie je charakterizvána: Vysku aniztrpii průvdních hrnin pdmiňujících genezi řady nehmgenit a predispnujících prgresivní rzvj drbné tektniky, mcné lavice pískvců v nadlží sljí jsu čast mál prézní a nejsu příliš náchylné k prušení, v dbě diageneze hrají rli neprpustné zátky a ve slji, která je s hledem na tektnický režim prušena intenzívně, se kumuluje v závislsti na pkrčilsti pruhelňvacíh prcesu značné mnžství plynu, pdbnu rli hrají saprpelity, jejichž výskyt se váže na svrchní části sljí, neprušené saprpelity zadržují plyn ve sljích. Význam jedntlivých gelgických fenménů a jejich pdíl na vzniku průtrží hrnin a plynů byl pdrbněji specifikván v rámci dalšíh řešení 1.2, kde byly, hdnceny predispzice a pdmínky vzniku průtrží v suvislsti s typizací průtrží a s charakteristiku mechanismu jejich vzniku. Typizace průtrží, charakteristika jejich mechanizmů a specifikace základních predispzic a pdmínek, za nichž k průtržím dchází V tét části řešení byla prvedena typizace průtrží, byly charakterizvány mžné mechanizmy vzniku průtrží hrnin a plynů (PHP) a ppsány predispzice a pdmínky vzniku PHP. Průtrže hrnin a plynů (PHP) jsu anmální gemechanické jevy (AGJ) plyndynamickéh charakteru vyskytující se puze ve specifických gelgických a hrnických pdmínkách. PHP je mžn dle hrniny pstižené tímt gemechanickým jevem rzdělit na průtrže uhlí a plynů (PUP) a průtrže pískvců (slepenců) a plynů (PPP). Dchází při nich k vyvržení určitéh bjemu hrniny d prstru důlníh díla (pd pjmem hrnina zde můžeme uvažvat jak uhelnu slj, tak dprvdné hrniny, v tmt případě pískvce) dprvázenému exhalací plynů. Pd pjem plyny můžeme zahrnut v největším bjemu metan (CH 4 ) a xid uhličitý (CO 2 ), v menších bjemech na úrvni jedntek prcent i vdík (H 2 ) a dusík (N 2 ). Metan a xid uhličitý jsu buď exhalvané jedntlivě (průtrže metanvé neb průtrže xidu uhličitéh), tzv. průtrže čisté, neb ve směsi, tzv. průtrže smíšené. 8

9 Smíšené průtrže zpravidla bsahují v exhalvané směsi v největší míře CH 4 a CO 2, na úrvni jedntek prcent i H 2 a dusík N 2. Rzdělení PHP je znázrněn na br. č. 1. PHP PUP PPP čisté smíšené čisté smíšené CH 4 CO 2 CH 4 CO 2 Obr. č. 1 Schéma rzdělení PHP Průtrž pískvců (slepenců) a plynů (PPP) je definvána jak prudký výhz hmty z vrstvy pískvců neb slepenců d důlníh díla, spjený s náhlým uvlněním plynů, zpravidla s těmit dalšími prjevy: a) Rzrušení vrstvy pískvců neb slepenců, které přesáhne hranice prjektvanéh průřezu neb zabírky důlníh díla, b) vytvření dutiny (kaverny) v masívu, hraničené hrninu rzvrstvenu na šupiny neb tenké destičky, c) vyhzená hrnina má zpravidla charakter šupin, tenkých destiček a hrubzrnnéh písku, přičemž však může bsahvat také větší kusy vyhzené plynem v průběhu průtrže neb dpadlé z brysu díla, d) na vyhzené hrnině a na výstrji a výztuži důlníh díla se zpravidla usadil náns jemnéh pískvcvéh prachu, 9

10 e) zvýšený výstup plynů, který může způsbit i časvě mezený zvrat větrníh prudu, f) další jevy, jak pškzení výztuže a výstrje důlníh díla neb přemístění zařízení d čelby. K mechanismu vzniku PHP se váže něklik terií, které vycházejí ze stupně pznání prblému v dané dbě a většinu na knkrétní lkalitě. V části řešení zaměřené na charakteristiku mechanizmu vzniku PHP byly shrmážděny nejdůležitější hyptézy týkající se uvedenéh prblému. Dsavadní pkusy vysvětlení tht prblému se mezují na určité hyptézy, které lze becně rzdělit d tří skupin pdle th, který z činitelů je chápán jak rzhdující pr iniciaci průtrže: Rzhdující úlhu má vliv napětí v masivu. Prušení hrnin v klí vedených důlních děl je výsledkem zvýšených napětí v masivu a plyn, způsbující výhz hrnin d prstru důlníh díla, má druhřadu úlhu. Rzhdující úlhu při rzpjení má plyn, vystavený vyskému tlaku v dutině, v trhlině neb v makrpórech hrniny. V tmt případě je rzpjení hrniny v klí důlníh díla a její výhz způsben překrčením pevnsti v tahu v klí kumulace plynu. Oběma vlivům vyvlávajícím průtrže se připisuje přibližně stejná úlha. Charakteristika mechanismu průtrží hrnin a plynů v OKR V rámci OKR je PHP definvána jak prudký výhz prušené uhelné (hrninvé) hmty d prstru důlníh díla, který nastává v důsledku prušení rvnvážnéh stavu v klí důlníh díla půsbením hrskéh tlaku a prudkéh přechdu kumulvané ptenciální energie plynu v energii kineticku při rzpadu přírdníh (rzuměj primárníh rvnvážnéh) energetickéh stavu v uhlí a její změnu v práci. Základním atributem stanveným pr vznik PHP v pdmínkách OKR je transprt uhelné hmty d důlníh díla expandujícím plynem. Celý prces je charakterizván (Rakwski at al., 1983) v dílčích fázích: Tlakvá fáze v napjatém masívu dchází k akumulaci velkéh mnžství ptenciální energie, jež náhlým uvlněním pruší uhlí a psune h d prstru důlníh díla, fáze vlnéh plynu psun uhlí zapříčiní zvýšení trhlinvatsti a tvrbu kmunikací pr únik vlnéh plynu. Psun uhlí půvdně inicivaný prjevem hrskéh tlaku 10

11 přechází v tét fázi ve vymršťvání uhlí d prstru důlníh díla tlakem vlnéh plynu, fáze adsrbvanéh plynu v důsledku změny rvnvážnéh stavu během první a druhé fáze dchází k prudké desrpci plynů, která se pdílí na pneumatickém transprtu uhlí (drbné až prachvé frakce) d prstru důlníh díla, fáze zániku prces průtrže je pstupně utlumván na vzniklých překážkách, které brání dalšímu uvlňvání ptencinální energie (zaplnění díla výhzem hrniny, ucpání ústí kaverny), případně djde k úplnému vyčerpání ptencinální energie. Ve velmi zjedndušené frmě lze tedy průběh PHP v jeh jedntlivých fázích charakterizvat jak dminvý efekt, v němž všechny fáze mají vzájemnu a nedílnu spjitst a suvislst. Nelze pmenut, že ke vzniku PHP musí být splněny výše uvedené pdmínky, ale také musí být přítmen iniciační mment, který spustí průběh průtržvéh děje. V části řešení predispzic a pdmínek vzniku PHP jsu zhdnceny vlivy gelgických predispzic, význam hlubky ulžení, význam statigrafickéh začlenění, význam tektnickéh prušení masivu a stupně pruhelnění. Z rzbrů uvedených vlivů vyplývá: Průtrže se vyskytují jen v určitých gelgicky predispnvaných blastech. Obecně se prjevuje jednznačná spjitst mezi výskytem průtrží na místa se strukturně - tektnickými anmáliemi, převážně zlmvéh charakteru, prjevuje se vazba na některé knkrétní hlavní i vedlejší tektnické linie. V místech vzniku průtrží se tektnické pstižení slje vždy prjevuje existencí tektnických hlazů na jejích bu vrstevních plchách, neprjevuje se závislst průtrží na stratigrafické pzici slje, mcnst a úkln sljí celkvě nevlivňují četnst a intenzitu průtrží, v místě průtrží jsu pzrvány změny struktury uhlí, může se prjevit vztah mezi místem vzniku průtrže a určitým typem nadlží, becně se však průtrže se vyskytují ve sljích s rzdílnu petrgraficku stavbu nadlží a pdlží. Je tedy zřejmé, že hlavními fenmény predispnující vznik průtrží jsu tektnické pstižení dané části hrskéh masívu a její spjitst s blastmi prušené struktury uhlí. 11

12 Významný vliv na vzniku PHP mají i hrnické pdmínky. Na hrnické pdmínky vzniku PHP na všech hlubinných lžiscích s tímt rizikem je nutn phlížet v širších časvých a prstrvých, ale i technlgických suvislstech. Hrnické pdmínky nejsu knstantní a výrazně se mění v průběhu celé histrie explatace lžiska, či jeh dílčí části. Z tht phledu lze v hrubých rysech rzčlenit histrii explatace lžiska na dílčí fáze (pmíjíme etapy průzkumu lžiska z pvrchu): Otvírka lžiska zahrnuje hlubení svislých důlních děl, ražbu tvírkvých hlavních důlních děl. V tét fázi lze říci, že hrnické práce prbíhají v primárním napěťvém stavu v masívu. Míra věření rizika PHP je minimální a veškeré práce v blasti prtiprůtržvé prgnózy by měly služit v maximální mžné míře k verifikaci rizika vzniku těcht jevů. Zárveň už v tét fázi dchází k prvním změnám primárníh napěťvéh stavu lžiska a redistribuci plynů jakžt jediných migrujících elementů na lžisku. Příprava lžiska zahrnuje především ražby přípravných důlních děl pr samtnu explataci. V tét fázi lze získat nejvíce a nejvěrhdnější infrmace plynvých pměrech lžiska během realizace prtiprůtržvé prgnózy, nebť masív se ještě nachází ve stavu blízkém primárnímu napěťvému stavu. Příprava lžiska prbíhá zprvu v jeh nejsvrchnějších partiích, kde přírdně-gelgická predispzice k průtržím je nejvyšší. Přípravné práce prbíhají p celu dbu explatace a t i v dbě rzvinutéh dbývání. Napěťvé a plynvé pdmínky se však výrazně mění s pstupem d hlubky. Dbývání lžiska je zdrjem největší redistribuce napěťvých pměrů. Jednak se vlivem vydbytí prubů mění primární stav napětí v masívu tak, že vznikají části, kde napětí je nižší než primární. T je spjen s migrací plynů d blastí nižšíh napěťvéh ple. Každpádně však základní rli při redistribuci plynů během explatace lžiska tvří především gelgické struktury spjené s vysku prušenstí masívu a vyšší permeabilitu prstředí na nich a v jejich blízkém klí. Uzavření lžiska p uknčení explatace a uzavření lžiska dchází k prcesu stabilizace a vyrvnání napěťvých pměrů d tzv. nvéh primárníh stavu. Tat redistribuce má velmi dluhdbý charakter a může být vlivněna např. těžbu plynu z takt uzavřenéh lžiska. 12

13 Pznatky a zkušensti z prblematiky průtrží v ČR a zahraničí (dlišnsti jedntlivých typů průtrží, následky průtrží, vlivy na různá důlní díla a pdbně). V tét části řešení byly prvnávány pznatky a zkušensti v blasti PHP z ČR a zahraničí. Řešení byl rzdělen na: Zhdncení prblematiky průtrží hrnin a plynu v zahraničních dlech, statní dly hržené průtržemi hrnin a plynu, prblematika průtrží hrnin a plynu v České republice, ppis některých průtrží hrnin a plynů vzniklých p rce Zhdncení prblematiky PHP v zahraničních dlech vycházel ze zahraničních pdkladů činných, ale u mnha zemí i z uzavřených uhelných dlů. Byly shrmážděny dstupné infrmace nejen dpadech vzniklých průtrží (pčty průtrží, úrazy, mnžství uvlněnéh plynu a hrnin), ale také způsbech prvádění prgnózy a prevence. V části statní dly hržené průtržemi hrnin a plynu jsu zpracvána data z dlů neuhelných (např. průtrže draselné sli a CO 2, průtrže pískvců a dusíku, pískvců a CH 4 ). Data průtržích v zahraničí byla čerpána z dstupných publikvaných zdrjů, přičemž byly shrmážděny a zpracvány charakteristické údaje z prblematiky dbývání lžisek v těcht anmálních pdmínkách. Řada revírů, které se ptýkaly s prblematiku průtrží hrnin a plynů vyřešila tent prblém uzavřením dlů. Pčet států, které dbývají v pdmínkách s nebezpečím průtrží hrnin a plynů prudce pklesl. Významná zůstávají lžiska na Ukrajině a v Rusku (pdklady jsu btížně dstupné a ani měsíční stáž prf. Hudečka v Dněcku nic na tmt faktu nezměnila), v Číně (přes ČBÚ v Praze je snaha těsnější kntakt na tyt průtržvé dly) a v Austrálii. V další části řešení byly zpracvány pznatky prblematice průtrží hrnin a plynů v reginu dnešní České republiky za bdbí let 1894 až v Rsických uhelných dlech (Důl Jindřich), Výchdčeských uhelných dlech (Důl Zdeněk Nejedlý) a v OKR (Dly Staříč, Paskv, Odra, Šverma a Heřmanice). V tmt bdbí byl zaregistrván 494 případů průtrží hrnin a plynů. V tabulce č. 1 je zpracván přehled vzniklých průtrží. 13

14 Tabulka č. 1 Přehled průtrží uhlí a plynů v černuhelných dlech Díl Překpy Chdby Prrážky Pruby Důl J. Šverma Důl Paskv Důl Staříč Důl Rudý říjen (Heřmanice) Důl Vítězný únr (Odra) VUD Z.Nejedlý 4 RUD Jindřich Celkem Analýza trendu vývje plynnsnsti hrskéh masivu na hlubce ulžení sljí na lžisku Při psuzvání predispzice masivu ke vzniku PHP hraje významnu rli plynnsnst. Dle databáze histricky debraných vzrků byly v minulsti zpracvány grafické závislsti plynnsnsti na hlubce ulžení a na vzdálensti d reliéfu karbnu. Těmt závislstem, které prkazují klesající tendenci, dpvídají i pčty PHP. Sučástí řešení byla i prblematika degazace hrninvéh masivu služící k umělému uvlňvání a dvádění metanu z hrninvéh prstředí. Degazace velmi účinně snižuje pravděpdbnst vzniku průtrží hrnin a plynů a mhla by se stát významnu preventivní metdu prtiprůtržvéh bje. Byly m. j. hdnceny i parametry degazace v OKR a celkvé výsledky v dluhdbé řadě. Pznatky z blasti báňských předpisů některých zahraničních států Cílem řešení tét kapitly, byl tedy získání přehledu přístupu světa k zvládání průtrží. Pdle těcht pznatků se snažíme nalézt ptimální způsby ke zlepšení bje prti nebezpečí průtrží. Nezanedbatelnu sučásti je i návrh mžné aplikace prgresivních výsledků z různých zemí, které jak prstředky prtiprůtržvé strategie, mhu být využity ke zvýšení celkvé efektivnsti hlubinných dlů. Týká se t například systému degazace, která se v prgresivních revírech využívá k bji s nebezpečím průtrží. V tét části řešení prjektu jsme se zabývali překladem a hdncením: Plských bezpečnstních předpisů se zřetelem k nebezpečí průtrží hrnin a plynů, 14

15 německých bezpečnstních předpisů se zřetelem k nebezpečí průtrží hrnin a plynů včetně přílh k těmt bezpečnstním předpisům (báňské úřady zemí NRW krmě Durynska), ruských a ukrajinských bezpečnstních předpisů se zřetelem k nebezpečí průtrží hrnin plynů včetně přílh k těmt bezpečnstním předpisům, francuzských bezpečnstních předpisů se zřetelem k nebezpečí průtrží hrnin a plynů (Výtah z všebecnéh předpisu pr těžební průmysl). V části Vybraná ustanvení ze zahraničních předpisů a jejich prvnání s předpisy České republiky jsme se pkusili upzrnit na ta ustanvení, která se určitým způsbem liší d našich pstupů, avšak mhu rzšířit splehlivst našich metd prgnózy a prevence nebezpečí průtrží hrnin a plynů. Plské předpisy: Pdstatná část plských předpisů, týkající se prblematiky průtrží uhlí a plynu je uvedena v becných předpisech bezpečnsti práce v dlech. Je t Nařízení ministra věcí vnitřních a administrativních, ze 14. června Mezi plskými a českými předpisy týkajícími se prblematiky průtrží uhlí a plynu je v pdstatě značná shda. Pzruhdná je mžnst vyjmut slj ze skupiny hržené průtržemi, pdle ustanvení ddílu 4, 18-4, (citace): Slje neb jejich části je mžné nezařadit d hržených průtržemi, neb vyjmut ze zařazení, pkud znalec ptvrdí, že: 1) Celkvá plynnsnst je menší než 6 m 3 /Mg (Mg =1 000 kg), v čisté uhelné substanci, 2) celkvá plynnsnst je v rzsahu d 6 d 16 m 3 /Mg), v čisté uhelné substanci, při pevnsti uhlí větší než 0,8 (dle stupnice Prtdjaknva), 3) výsledky prgnózy nevykazují mžnst vzniku hržení průtržemi plynů a hrnin. Z našeh phledu se jeví jak určité nvum úlha znalce. Také mžnst nezařadit slj d hržené průtržemi při celkvé plynnsnsti 16 m 3 /t pněkud překvapuje. Zmíněné pznatky (z plských předpisů) nás vedu k dpručení zařadit ukazatel pevnsti uhelné hmty vhdným způsbem d systému prgnózy přím na pracvišti v dle. 15

16 Německé bezpečnstní předpisy Větší rzdíl mezi německými a našimi předpisy je v tázce měření tlaku plynu. V ČR je měření tlaku dán dsti taxativně a pužíváme k tmu Englervu jehlu. Německé předpisy s měřením tlaku neuvažují. Tent trend pvažujeme za správný. Z řady dřívějších prací je znám, že v prgnózním vrtu, v pevném uhelném pilíři ve vzdálensti 3 m před čelbu díla, měříme jen neurčitý, nepatrný pdíl půvdníh tlaku ve slji. Také statistické údaje zjišťvání prgnózních hdnt před následnu průtrží dkazují velmi nízku vypvídací schpnst tht ukazatele. (Viz [1]). Pdle tht vyhdncení byly stanvené hdnty tlaku plynu, které měly charakterizvat nebezpečí průtrže zjištěny puze v 33 % případů vzniklých průtrží. V práci [2], je uvedena závislst mezi hdntu desrpce a bjektivní výší tlaku plynu ve slji. Pdle ní je bjektivní hdnta tlaku plynu ve slji výrazně vyšší, než lze naměřit v prgnózním vrtu. Pkládáme tedy způsb prgnózy při využití ukazatele desrpce, bez měření tlaku plynu v prgnózním vrtu, za přijatelný. Pdle přílhy 2 německých předpisů jsu ukazateli desrpce k 1 a q 0-1. Ukazatel k 1 je bezrzměrné čísl. Je t tangenta úhlu sklnu přímky, která znázrňuje časvý průběh desrpce metanu v dvjitém lgaritmickém krdinačním systému. Ukazatel q 0-1 má rzměr m 3 /t. Je t pdíl desrbvatelnéh bsahu plynu, který se uvlní v první minutě p dlehčení ze srpčníh tlaku. Odečtení bsahu desrbvanéh plynu za 1 minutu je průkaznější než dečet za 35 s, jak se uplatňuje v našich předpisech. Pdrbně je význam bu ukazatelů uveden ve zmíněné přílze 2. Kapitla předpisů pdrbně určuje pdmínky kntrly stavu CH 4 v čelbě a zařízení pr měření rychlsti větrů. Kncentraci metanu je nutn registrvat zapisvacím zařízením a prvádět měření rychlsti větrů v důlním díle, je-li: desrbvatelný bsah plynu > 9 m 3 /t desrbvatelný bsah plynu > 5 m 3 /t a vzniká zvláštní stav namáhání hrniny (4.1.5) Zařízení pr měření rychlsti větrů a CH 4 musí být instalván tak, aby platila pdmínka, že exhalace metanu, bude evidvána také p vypnutí elektrickéh zařízení. 16

17 Přísnější prti našim předpisům je také pdmínka v kapitle Výruby a hrany nevýrubů je nutn zhlednit a zakreslit d slje až d vzdálensti nejméně 200 m v nadlží i pdlží. Za důležitý pžadavek německých předpisů je nutn pkládat ustanvení průzkumném vrtu, který musí přesahvat čelbu díla nejméně 5 m. Blíže viz. kapitlu německých předpisů. S tímt pstupem se plně zttžňujeme. Z rzbru tvaru kaverny p průtrži v našich dlech víme, že kaverna zasahuje vždy nejméně 5 m před čelbu důlníh díla. V tét vzdálensti před čelbu je zřejmě kncentrace bsahu plynu a napětí v hrnině, cž jsu činitelé, iniciující průtrž. V závěrečném dpručení tent pžadavek respektujeme. Ruské a Ukrajinské bezpečnstní předpisy U prgnózy jsu ruské a ukrajinské předpisy velmi shdné s našimi. Větší pzrnst se ale v ruských a ukrajinských předpisech věnuje způsbům prevence. Z hlediska parametrů je zajímavý údaj hlubce pd pvrchem, d které je nutn prvádět prgnózu. Hlubka, d které se prvádí prgnóza nebezpečí průtrží pr Dněcku uhelnu pánev, se stanvuje pdle tabulky č. 2. Tabulka č. 2 Stanvení hlubky pr prgnózu nebezpečí průtrží Prchavý pdíl hmty Lgaritmus měrnéh elektrickéh dpru antracitu více, než Přírdní plynnsnst slje, více než m 3 na 1t hřlaviny Hlubka, d které se prvádí prgnóza % m , Z tabulky vyplývá, že s vyšší přírdní plyndajnstí a nižším pdílem prchavých látek se snižuje hlubka, d které se prvádí prgnóza. Pdíl prchavé hřlaviny je ukazatel, který se v našich předpisech zatím neuvádí. Základní ukazatele pr prgnózu v Dněcké uhelné pánvi vyplývají z tabulky 3. 17

18 Tabulka č. 3 Základní ukazatele prgnózy Prchavý pdíl hmty V p, % Ppelnatst A c, % Zjištěná v labratřích Pčáteční rychlst desrbce P Helium (He) Kriteria nebezpečí průtrží uhlí a plynů Obsah plynů Metan (CH4) Vyšší uhlvdíky (VU) Rzpjitelnst jádra R mm-1 Tlak plynu Pp kgs/cm 2 Zjištěná v dle Rychlst desrbce q l/min Mcnst slje m, m Pčet uhelných suvrství, n V našich pměrech se údaje uvedené v tabulce č. 1 zatím neptvrdily. Z [1] je pr četnst průtrží významnějším kriteriem vzdálenst díla d pkryvu. V [1] je uvedena závislst výskytu průtrží uhlí a plynů na hlubce pd stykem karbnu s pkryvem na Dle Paskv, závd Staříč. Pr hdncení byl zvlen 50-ti metrvý interval Je prkázán, že největší pčet průtrží je evidván pr hlubkvý interval m, ve kterém dšl k 61 PUP (cž činí 42 %). V intervalu 0-50 m je evidván 39 případů (27 %). Tyt dva hlubkvé intervaly představují splečně 69 % všech průtrží. S rstucí vzdálenstí d pkryvnéh útvaru pčet PUP výrazně klesá. Vysvětlení tét závislsti je třeba hledat ve vytvření plynvě předimenzvanéh pásma pd neprpustným pkryvem, které má velmi nízku až nulvu pórvitst. Tut dmněnku ptvrzují i výsledky hdncení PUP z dalších dlů OKD za bdbí V ruských a ukrajinských předpisech se pdle tabulky č. 2 jedná d určité míry kriteria, pužívaná v našich i zahraničních předpisech. Je t ukazatel tlaku plynu a rzpjitelnsti jádra. Ten svým způsbem vyjadřuje strukturu uhelné hmty. Pzrnst si zasluží ukazatel rychlst desrpce, která se určuje za 1 minutu. Obdbně jak v německých předpisech. Oprti našim předpisům je pzruhdná metda sledvání seismskusticé aktivity pužívaná na dlech Dněcké uhelné pánve. Běžná prgnóza nebezpečí průtrží v přípravných a dbývacích důlních dílech se prvádí na základě měření seismskusticé aktivity slje a rvněž na základě měření pčáteční rychlsti desrpce z vrtů. Pdrbně je metda seismakustické aktivity uvedena v části předpisu - Průběžná prgnóza nebezpečí průtrží pdle seismakustické aktivity slje. 18

19 V naší praxi ani předpisech se zatím tent způsb prgnózy neuplatňuje. Z různých infrmací, které byly získány v dněckém revíru (literatura, cestvní zprávy), nelze jednznačně dpvědět na efektivnst tét metdy. S metdu rychlsti desrpce se také někdy při průběžné prgnóze pužívá metda výnsu uhelné drtě z vrtu. Metdy prevence se rzdělují se následujícím způsbem K reginálním způsbům zabránění průtržím uhlí a plynů patří: a) degazace uhelných sljí b) zavlažvání uhelných sljí. K lkálním způsbům předcházení průtržím uhlí a plynů patří: a) hydraulické rzrušvání (kypření) uhelné slje b) hydraulické dtlačvání uhlí z uhelné slje c) nízktlaké zavlažvání uhelné slje d) hydraulické vyplavvání dutin v předstihu e) vytvření dlehčujících vrubů a záseků f) vrtání dluhých velkprůměrvých vrtů g) trpédvání prubní části uhelné slje. Z těcht způsbů jsu pdle našeh názru důležitá zejména ustanvení degazaci, zavlažvání uhelných sljí, vtlačvání vdy d slje při tvírce, vrtání vrtů velkéh průměru přesahujících délku zabírky (dlehčvací vrty) a vymývání slje. Pkud se týká degazace, jsu naše pstupy analgické, v mnha směrech i prpracvanější. V ruských a ukrajinských předpisech je ale pdrbně rzpracván zejména způsb prevence zavlažvání uhelných sljí. Oprti našim předpisům je detailně stanvena řada parametrů. Například keficient smáčivsti slje, délka hermetizace apd. Z statních metd prevence by se dala aplikvat některá dpručení týkající se vrtání dluhých velkprůměrvých vrtů. Ostatní metdy prevence se v naší praxi zatím neuplatňují. 19

20 Zhdncení navrhvaných dpručení V bezpečnstních předpisech pr blast průtrží hrnin a plynů v zahraničí lze, krmě řady pdrbných ustanvení, zaznamenat některé pdstatnější rzdíly prti předpisům pr dly s nebezpečím průtrží hrnin a plynů platným v České republice. Týká se t např. měření tlaku plynu v prgnózním vrtu, s kterým například německé předpisy jak s metdu prgnózy neuvažují. Je všem nutn zdůraznit, že pr splehlivější způsb prgnózy, nelze vycházet z jedinéh ukazatele. Veškerá legislativa vychází ze stejných předpkladů vznik průtrže je vlivněn kmplexem klnstí, z nichž nejvýznamnějšími jsu: Gelgick-tektnicku pzice lkality, vlastnsti uhelné slje a hrninvéh prstředí čas-prstrvé uspřádání hrnické činnsti velikst prfilu a vzájemnéh situvání tvírkvých, přípravných děl a prubů způsb ražení a dbývání. V zahraničních předpisech i předpisech České republiky jsu uvedeny ukazatele, kterými lze klnsti, půsbící na vznik průtrže ve smyslu kmplexních vlivů, psudit. Plyndajnst a pevnst uhelné hmty v plských předpisech. Specifický bsah plynu, který se uvlní v první minutě p dlehčení ze srpční rvnváhy a patření k dstranění nebezpečí průtrže plynu, v německých předpisech. Degazace a zavlažvání v uhelných sljích, v ruských a ukrajinských předpisech. Při návrzích na zdknalení způsbu prgnózy a prevence jsme přihlédli k další významné klnsti, kteru lze u vzniklých průtrží dkumentvat. Je t tvar kaverny. Pdle dstupných pramenů byl zhdncen v [1] tvar kaverny p průtržích vzniklých v stravsk-karvinském revíru. Z tht vyhdncení vyplývá, že kaverna zasahuje před půvdní čelbu d značné vzdálensti, převážně ne méně než 6 m. Z těcht pznatků byl dvzen závěr, že klí díla d tét vzdálensti je nutn przkumat, nejlépe zatím průzkumným vrtem. V tét vzdálensti před čelbu (prubem) je zřejmě kncentrace vlivů, pdílejících se na vzniku průtrže - kumulace vyskéh bsahu plynu, uzavřenéh za mál prpustnu přepážku (hrninvu vrstvu s nízku permeabilitu). Prt také dpručení, aby se některé hdnty ukazatelů prgnózy získávaly z větší vzdálensti před čelbu (prubem) než dpsud. Obdbné ustanvení je v německých předpisech (pdrbně uveden 20

21 v přílhách 4.1 a 4.2 německých předpisů) - pr přesnější předpvěď vzniku průtrže uhlí a plynu v dluhých dílech (chdbách), je tedy nutn vzít d úvahy některé hdnty zjištěné nejméně 6 m před čelbu. Z pznatků, které byly získány v praxi, je také znám, že na vznik průtrže má vliv i technlgie ražení a dbývání. Ta se pdílí, mim jiné, i na veliksti denníh pstupu díla, jehž vhdnu vlbu jsme mnhdy dsáhli příznivé distribuce tlaku v předplí čelby a umžnili její dplynění. Z [1] vyplývá, že největší četnst průtrží vykazuje technlgie, kdy se vlí délka zabírky při trhací práci 2 až 2,5 m, jedná se 78 % všech evidvaných případů. Zkrácené zabírky v rzmezí 1,1 1,5 m jsu zastupeny 21 %, a zabírka d 1,0 m je zastupena puze 1 %. Také velikst raženéh prfilu a prfil slje v čelbě díla d určité míry vlivňují mžnst vzniku průtrže. Pr maximálně mžné psuzení kmplexních vlivů na vznik průtrže existují jednduché matematické vztahy, které vycházejí z uvedených ustanvení bezpečnstních předpisů České republiky a jedntlivých zahraničních předpisů a zejména ze statistickéh subru příčin vzniku průtrží v dlech stravsk-karvinskéh revíru. Ve všech uvedených materiálech je více či méně patrná zásada realizace prevence zalžené na kmplexním způsbu chrany, který zahrnuje prvedení degazačních a zavlažvacích vrtů v předplí prubu. Blíže je tent pstup uveden v práci [3]. Při jeh důsledné aplikaci se sledvané ukazatele prgnózy u všech prubů phybují v bezpečných hdntách. Literatura: [1] Hudeček, V.: Statistické zhdncení dat z průtrží uhlí a plynů Dlu Paskv, závd Staříč. VŠB-TUO, leden 2007 [2] Lát, J. Míček, D.: Využití výpčetních metd k řešení prblematiky plyndynamických jevů v hlubinných dlech. Uhlí 3/1991 [3] Hudeček, V. Urban, P.: Zahraniční zkušensti, pznatky a trendy v blasti průtrží hrnin a plynů. Vypracván s pdpru Grantvé agentury ČR, č. GA5041/ /013. VŠB-TU Ostrava 2005 Bezpečnstní předpisy Plské, Německé, Ruské a Ukrajinské a Francuzské 21

22 Řešení etapy č Analýza vniklých PHP v psledních 10 letech v OKR a stanvení směru dalšíh řešení tét prblematiky Hlavní náplní etapy č. 2 byl: Na základě analýzy průtrží hrnin a plynů vzniklých v OKR v psledních 10 letech (na dle Staříč za delší bdbí) při respektvání specifik jedntlivých základních činnstí a p prvnání těcht pznatků s infrmacemi z předchzíh bdbí, stanvit trend vývje prtiprůtržvé prgnózy a prevence v daných důlně gelgických pdmínkách. Pr tut prblematiku byl nutn vymezit zájmvé blasti jejíh dalšíh řešení. Sučástí analýzy byl psuzení a rzbr eknmick - persnální nárčnsti řešení likvidace krizvých stavů z hlediska zajišťvání maximální bezpečnsti hrnické práce. Řešení byl rzdělen d šesti kvartálů v bdbí let 2007 a 2008 s následující náplní: Přehled všech průtrží hrnin a plynů v ČR mim OKR a v OKR mim Důl Paskv Přehled průtrží hrnin a plynů v OKR na Dle Paskv Základní analýza trendu technickéh vývje realizvané prgnózy a prevence v OKD a na Dle Paskv, závd Staříč Analýza mžnstí nvých přístupů k hdncení prgnózy na Dle Paskv, závd Staříč Analýza a rzbr eknmické a persnální nárčnsti na realizvanu prgnózu a prevenci v běžném prvzu, včetně řešení vzniklých krizvých stavů Vymezení blasti dalšíh řešení úklu mžnsti nvých přístupů k hdncení prgnózy na Dle Paskv, záv. Staříč 2. 1 Přehled všech průtrží hrnin a plynů v ČR mim OKR a v OKR mim Důl Paskv V tét části řešení je zpracvána charakteristika průtrží hrnin a plynů v ČR a v OKD mim Důl Paskv. V tabulce 1 jsu vzniklé průtrže rzděleny dle jedntlivých uhelných revírů. Uhelné revíry, ve kterých dšl k PHP, jsu znázrněny na br. č

23 Obr. č. 2 Schéma uhelných revírů s prblematiku PUP Sučástí řešení je charakteristika vzniklých průtrží na Rsických uhelných dlech, ve Výchdčeských uhelných dlech a v Ostravsk karvinském revíru mim Důl Paskv tzn. pr Důl Jan Šverma, Důl Vítězný únr (pzději Důl Odra) a Důl Rudý říjen (pzději Heřmanice). Rzbr a hdncení byl prveden i u průtrží pískvců, slepenců a plynu. Tyt průtrže byly evidvány při hlubení Dlu Slaný (skipvá jáma, klecvá jáma) a na Dle Staříč (nyní Důl Paskv, závd Staříč). Při hlubení jam Dlu Slaný dšl k 10 průtržím a vzhledem k mžnsti, byť ve vzdáleném časvém hrizntu, tvírky tht nvéh lžiska, byl rzbr vzniklých průtrží včetně patření prveden pdrbněji. Za dbu prvzu Dlu Paskv, závd Staříč (dříve Důl Staříč) dšl k pěti průtržím pískvců, slepenců a plynů. K průtržím dšl při tvírkvých pracích v dle, data byla získána z evidenčních listů, zpracvaných p průtržích. 23

24 Průtrže uhlí a plynů v uzavřené části OKR a ve VUD byly uvedeny, vzhledem k nepravděpdbnsti jakékliv následné revitalizaci těcht dbývacích prstrů, puze v přehledné frmě. Větší pzrnst byla věnvána prblematice Dlu Slaný, a t vzhledem k mžnsti, byť ve vzdáleném časvém hrizntu, uvažvat s tvírku tht nvéh lžiska. Data byla získána z evidenčních listů zpracvaných p průtržích neb ze zpráv blíže specifikujících vzniklý anmální jev Přehled průtrží hrnin a plynů v OKR na Dle Paskv Jižní část OKR, zastupená v sučasnsti Dlem Paskv, představuje jediný dbývací prstr s nebezpečím průtrží hrnin a plynů (průtrží uhlí a plynů). Sučasný Důl Paskv se skládá ze dvu závdů (zlikvidvaný Paskv a Staříč). Tyt závdy byly d rku 1994 samstatnými důlními pdniky, p rce 1994 dšl ke spjení v jeden důlní pdnik pd bchdním názvem Důl Paskv. Byl zpracván přehled průtrží hrnin a plynů v OKR na Dle Paskv. Pr statistické zhdncení průtrží uhlí a plynů byl pužit dat z bdbí let Některé údaje byly srvnány s daty z jiných dlů OKR, které jsu ulženy v databázi průtrží a se závěry rzbrů průtrží uhlí a plynů v Ostravsk - Karvinském revíru za bdbí Rzbry byly prváděny dle následujících kritérií: dba vzniku průtrží pčet průtrží v jedntlivých letech rzlžení průtrží v jedntlivých měsících rzlžení průtrží v jedntlivých dnech v měsíci dba vzniku PUP d zahájení směny výskyt průtrží dle místa vzniku výskyt PUP dle jedntlivých sljí výskyt PUP dle jedntlivých důlních plí Dlu Paskv evidence PUP dle hlubky vzniku pd pvrchem výskyt PUP dle vzdálensti d pkryvu vliv charakteru důlníh díla na četnst průtrží rzdělení sljí s výskytem PUP dle mcnstí výskyt PUP dle pracvní perace způsby vyztužvání důlních děl, kde dšl k PUP způsby nakládání hrniny a uhlí v důlních dílech s evidvanými PUP 24

25 velikst důlníh díla příznaky před vznikem PUP prváděná prevence před vznikem PUP intenzita průtrží uhlí a plynů délka výhzu uhelné drtě p průtrži trhací práce délka vrtů při výlmvé trhací práci pčet vrtů při dlehčvací trhací práci celkvá nálž při dlehčvací trhací práci tektnické pruchy prgnózní ukazatelé maximální hdnty tlaku plynů před PUP maximální hdnty rychlsti desrpce před PUP hdnty měření kncentrace metanu před PUP labratrní měření pčáteční rychlst desrpce zjišťvaná v labratři hdnta indexu tříštivsti Rzbrem statistických údajů ze závdu Staříč Dlu Paskv byl prkázán, že ukazatele tlak plynů a pčáteční rychlst desrpce, se rzhdující měru pdílejí na prgnóze nebezpečí průtrží uhlí a plynů a na prevenci tht plyndynamickéh jevu jen u maléh pčtu vzniklých průtrží. V případě měření tlaku plynů byly nadlimitní hdnty, signalizující zvýšené nebezpečí vzniku PUP, zaznamenány puze u 34 případů, cž činí 32% všech případů PUP na Dle Paskv, závd Staříč. Ještě nižší četnst nadlimitních hdnt byla zjištěna při měření pčáteční rychlsti desrpce. V 69% případů měření byly zjištěny hdnty dpvídající stupni bez nebezpečí, neb 1. stupni nebezpečí. Puze u 9 případů hdnty měření charakterizvaly 2. stupeň nebezpečí. Pdbné výsledky byly zjištěny i na Dle Paskv, závd Paskv. V případě měření tlaku plynů byly nadlimitní hdnty zaznamenány v 19,1% a u rychlsti desrpce puze v 7,4 %. Velké prcent vykazují PUP, u kterých nebyl měřen tlak plynů (27,2 %) a u rychlsti desrpce (59,5 %). Zdůvdnění naměřených nízkých hdnt tlaku plynů a pčáteční rychlsti desrpce před průtrží spčívá pravděpdbně v místě měření - v krátkém předstihu před čelbu. Tat blast je vlivněna předchzí trhací prací a kncentrace napětí a zvětšený bsah plynů se prjeví až ve větším předstihu před pstupující čelbu důlníh díla. Tut dmněnku ptvrzují kaverny, které vznikají p průtrží uhlí a plynů a dsahují d značných vzdálenstí před čelbu. Z výkresvé dkumentace případů psledních průtrží na Dle Paskv, závd Staříč je zřejmé, že kaverny p průtrži dsahují d vzdálensti d 5 až d 10 metrů (v některých mimřádném případě i více). Kaverna zasahuje téměř vždy d blasti tektnické prušensti 25

26 neb změny charakteru slje, cž ptvrzují i statistické rzbry vzniklých průtrží uhlí a plynů na Dle Paskv, závd Staříč, u kterých byla v 82 % evidvána tektnická prucha neb pásm tektnických pruch. V tét vzdálensti před čelbu je tedy vyšší kncentrace vlivů, které mhu vlivnit vznik průtrže uhlí a plynů Základní analýza trendu technickéh vývje realizvané prgnózy a prevence v OKD a na Dle Paskv, závd Staříč trend legislativních změn Zhdntíme-li celkvě vývj legislativních krků pr prblematiku průtrží hrnin a plynů v OKR, vyplyne, že základní krk byl učiněn již v rce P vydání Výnsu ČBÚ 6000/77, pěrnéh a ve své dbě velmi mderníh materiálu, se systém dále již jen dpřesňval a detailizval na základě přirzenéh technickéh pkrku. Dá se knstatvat, že legislativa v blasti prblematiky průtrží hrnin a plynů stagnuje, stejně jak výzkumné práce v tét blasti. vývj prgnózních metd Vývj prgnózních metd průtrží hrnin a plynů (PHP) vycházel v daném bdbí vždy z úrvně pznání vlastnstí plynů, hrnin a uhelné hmty a především jejich vzájemnéh vztahu. Z dluhdbéh phledu vyplývá, že největší pkrk v řešení prgnózy PHP nastal p rce Rzvj prgnózních metd si vyžádala především skutečnst, že v té dbě byl v jižní části OKR, na nvě tevřených dlech Paskv a Staříč, zaznamenán větší mnžství průtrží uhlí a plynů a v případě Dlu Staříč i průtrží pískvců, slepenců a plynů, než byl běžné v jeh zbylé části. Od zavedení pvinnsti stanvvat prgnózní ukazatele (Výnsem ČBÚ 6000/77) nedznala metdika prakticky žádných změn. V rce 2007 byla navržena metdika průběžné prgnózy pr ptřeby věření nvé dbývací metdy - technlgie dbývání zbytkvých pilířů pmcí dluhých širkprůměrvých vrtů. Pr krátký čas prvzu technlgie a dvrtání puze maléh pčtu vrtů nelze dpsud tut metdu průběžné prgnózy vyhdntit. 26

27 vývj preventivních metd Z hdncení způsbů prevence průtrží uhlí a plynů vyplývá, že většina metd se p dluhé bdbí již prakticky principielně nevyvíjí. Vyvíjejí se puze prstředky, jimiž jsu metdy realizvány. K určitému pkrku ve vývji dšl puze u metdy zavlažvání sljí. Zde za zmínku stjí především fakt, že díky realizaci účinnějších ucpávek a pužití mdernější technlgie zatláčení vdy d sljí, mhly být zvýšeny vzájemné rzteče zavlažvacích vrtů v některých případech až na 20 m. I zde však princip metdy zůstal zachván. Na brázku č. 3 je znázrněn schéma vysktlakéh zavlažvání uhelných sljí. P a k r ( S c h m i d t - K r a n z ) Ú s t í v r t ů - k u l v ý k h u t - j e m n ý f i l t r - r e g u l a č n í v e n t i l m n ž s t v í v d y - m a n m e t r V y s k t l a k ý t r u b k v ý r z v d p r v r t ů V y s k t l a k é č e r p a d l - v s t u p n í f i l t r - r e g u l a č n í v e n t i l - v d mě r V y s k t l a k á h a d i c e n e b t r u b k a, u t ě s n ě n á v y s k t l a k u c e m e n t a c í Obr. č. 3 Schéma vysktlakéh zavlažvání uhelných sljí 27

28 2. 4 Analýza mžnstí nvých přístupů k hdncení prgnózy na Dle Paskv, závd Staříč Tat analýza je s hledem na stav explatace zaměřena na průtrže uhlí a plynů. Celá lgika realizace prgnózy by měla směřvat k pstupu d dluhdbéh prgnstickéh hdncení větších celků (reginální) p kamžité psuzvání rizik v daném místě a čase (průběžná). Reginální prgnóza Sučasný stav Základní analytická část průzkumu lžiska reginální prgnóza průtrží hrnin a plynů nebyla na závdě Staříč Dlu Paskv realizvána. Lze t chápat ve vztahu ke skutečnsti, že legislativa v blasti řešení prblematiky průtrží hrnin a plynů byla v dbě tvírky a přípravy lžiska v bdbí zrdu a mnhé suvislsti se vznikem průtržvých jevů ještě nebyly známy a definvány. Ani v pzdější fázi rzvinuté explatace lžiska však nebyly učiněny krky v blasti analytické části průzkumu lžiska a vývj v blasti prgnózy byl zaměřen puze na část lkální prgnózy a průběžné prgnózy. Nvý přístup Vycházíme-li z výhledu na živtnst lžiska, dsavadníh stavu explatace a znalsti lžiska, lze jednznačně knstatvat, že i v tét fázi dbývání má smysl a pdstatnění realizvat reginální prgnózu v plném rzsahu. Lkální prgnóza Sučasný stav Lkální prgnóza, která má služit jak pr zařazvání sljí d stupňů nebezpečí, tak pr zařazvání důlních děl d stupňů nebezpečí, je pznamenána skutečnstí, že je zalžena v bu případech na stejných principech a je řešena stejnu metdiku. S hledem na absenci infrmací využitelných pr vyhdncení lkální prgnózy je tedy slj brána zpravidla jak nezařazená, respektive je přím zařazená d nejvyššíh stupně nebezpečí průtrží. Následně i všechna důlní díla v tét slji jsu vedena v nejvyšším stupni nebezpečí, pkud psléze nedjde k jejich přeřazení, a t paradxně na základě lkální prgnózy prvedené stejným způsbem jak měla být prvedena pr slj v pčáteční fázi přípravy. Hlavní důvd absence infrmací, které mají vyplynut z lkální prgnózy, lze spatřit ve skutečnsti, že legislativně 28

29 není stanvena pvinnst lkální prgnózu prvádět. Pr prvz je snazší, bez věřvání plynvých vlastnstí sljí, je přím zařadit d 2. stupně nebezpečí. Takvý pstup vedl k tmu, že většina důlních děl je realizvána s patřeními stanvenými pr nejvyšší stupeň nebezpečí a v rámci prvzu většinu není realizvána ani lkální prgnóza, která by umžnila psudit skutečný stupeň nebezpečí vzniku průtrží hrnin a plynů. Je tedy zřejmý nelgický vztah mezi zařazváním sljí a zařazváním důlních děl d příslušných stupňů nebezpečí průtrží hrnin a plynů. Lkální prgnóza se realizuje metdu testů lkální prgnózy (dále jen TLP), neb speciálních dluhých prgnózních vrtů (dále jen SDPV). V principu ba způsby věřují plynvé parametry slje v blasti primárníh napěťvéh ple. Tzn., že měření je prváděn v plše slje bez předchzí realizace prevence. V případě TLP jsu psuzvány, na základě stanvených mezních hdnt, parametry, u nichž je míra významu hdncena tzv. řádem: Ukazatel tlaku plynu (I.řád) Ukazatel rychlsti desrpce (I. řád) Ukazatel pčáteční plynvé prdukce vrtu (II. řád) Keficient variace mcnsti slje (II. řád) Ukazatel pčáteční rychlsti desrpce d vakua (II. řád) Index tříštivsti (II. řád) V případě SDPV jsu vyhdncvány na základě stanvených mezních hdnt následující parametry: Ukazatel pčáteční rychlsti desrpce Ukazatel pčáteční plynvé prdukce Desrbvatelná plynnsnst O dsavadním přístupu k lkální prgnóze a k systému zařazvání sljí a důlních děl svědčí nejvýstižněji ta skutečnst, že na závdě Staříč během vyražení m (schází statistická data za rk 1988, kde lze dle trendu dhadnut délku vyražených důlních děl ve sljích na m za rk) důlních děl byl realizván v bdbí d rku 1976 d rku 2007 puze 44 testů lkální prgnózy pr zařazení sljí, byly realizvány 4 série speciálních 29

30 dluhých prgnózních vrtů celkvém pčtu 101 vrtů a 274 testů lkální prgnózy pr ptřeby lkální prgnózy v rámci přeřazvání důlních děl (prubů) d nižšíh stupně nebezpečí, než jak je zařazena slj. Srvnáme-li pčet TLP pr zařazení sljí s délku vyražených tříd d rku 1976 vychází JEDEN TLP NA 21,071 km VYRAŽENÝCH DŮLNÍCH TŘÍD! Prvnáme-li bdbí, kdy byly tyt testy prváděny, je zřejmé, že realizace prbíhala především p rce Jen mál lepší situace ve využití TLP a SDPV je d rku 2000 při přeřazvání pracvišť d nižšíh stupně nebezpečí. V tét dbě byl realizván 274 TLP a 4 série SDPV (zahrnují 101 vrtů), které umžnily přeřadit pruby d nižšíh stupně nebezpečí, než je zařazení slje. Z výše uvedených skutečnstí jednznačně vyplývá, že celý prces zařazvání sljí a také pracvišť je nevyhvující a vyžaduje nvý přístup jak v přístupu k systému, ale především směrem k legislativě. Nvý přístup Bude-li uplatněn systém reginální prgnózy, na jejímž základě budu vymezeny části masívu bez nebezpečí průtrží uhlí a plynů, je tímt nahrazen zařazvání sljí a není důvd je nadále realizvat (byl by duplicitně řešen ttéž s menší vypvídací schpnstí). Musí být změněn i systém lkální prgnózy, která by měla plnit dvě základní funkce: a) Verifikaci plynvých parametrů v částech masívu zařazených bez nebezpečí b) Zařazení důlních děl d stupně nebezpečí Ad a) Verifikace plynvých parametrů bude realizvána v každém dluhém díle vedeném ve slji tak, že bude prveden alespň jeden TLP neb SDPV v dílech jejichž prjektvaná délka je d 500 m. V dílech jejichž prjektvaná délka bude větší, bude maximální rzteč činit 500 metrů. Ad b) V částech masívu reginální prgnózu vymezených a zařazených s nebezpečím průtrží uhlí a plynů bude v každém důlním díle realizvána lkální prgnóza ve všech ražených dluhých dílech - s rztečí c 30 m. Primární funkcí lkální prgnózy v těcht částech masívu 30

31 je zařazení dluhéh díla d dpvídajícíh stupně nebezpečí před zahájením dbývání prubů. Z hlediska pužití metd lze v plné míře využít dsavadní systém sledvaných plynvých parametrů, včetně limitních hdnt pr zařazení d příslušnéh stupně nebezpečí. Technický způsb zjišťvání ukazatelů prvéh řádu však bude realizván v delších vrtech. Průběžná prgnóza Sučasný stav - dluhá důlní díla Sučasný systém průběžné prgnózy v dluhých důlních dílech respektuje při stanvvání míry rizika vzniku průtrží stupeň nebezpečí zařazení důlních děl. Tzn., že pr 2. stupeň nebezpečí je četnst měření parametrů vyšší než pr 1. stupeň nebezpečí. Nutn zmínit skutečnst, že v dílech vedených ve 2. stupni nebezpečí musí být v předplí díla realizvána prevence, která musí vytvřit tzv. chranné pásm předstihující čelbu neustále na vzdálenst minimálně 3 m. T při stávajícím způsbu prgnózníh měření vlivňuje výsledky měření. V tmt smyslu je prgnózu věřvána puze účinnst realizvané prevence a nikliv plynnapěťvý stav v předplí díla. Sučasný stav pruby V prubech zařazených d 1. stupně nebezpečí se průběžná prgnóza realizuje v místech změn gelgických pdmínek a v místech trhací práce vždy p pstupu prubní frnty nejvýše 10 m a max. c 72 hdin (při max. průměrných pstupech prubů na závdě Staříč, které činí 2,33 m/24 hd. t znamená pstup cca 7m). Ve fázi rzvíjení prubů z výchzí prrážky na vzdálenst 10 m je četnst měření stanvena c 24 hdin. V prubech vedených ve 2. stupni nebezpečí se průběžná prgnóza realizuje z prubní frnty vždy p 10 m pstupu s rztečí vývrtů max. 10 m becné ustanvení pr pruby. V mechanizvaných prubech pak v místech změn gelgických pdmínek vždy p pstupu prubní frnty max. 3 m. V případě realizace průběžné prgnózy v prubech stávajícím systémem není respektvána skutečnst, že se průběžná prgnóza prvádí v zóně přídatných napětí v předplí prubní frnty. Změny napěťdefrmačníh stavu v předplí prubů, vyvlané především tvrbu závalu, jednznačně a prkazatelně vlivňují měřené hdnty průběžné prgnózy a t jak parametru tlaku plynu, tak rychlsti desrpce. Tat skutečnst výrazně 31