EUROGAS a.s. Program VaV ČBÚ Zvýšení úrovně bezpečnosti práce v dolech a eliminace nebezpečí od unikajícího metanu z uzavřených důlních prostor.

Transkript

1

2 EUROGAS a.s. Program VaV ČBÚ Zvýšení úrovně bezpečnosti práce v dolech a eliminace nebezpečí od unikajícího metanu z uzavřených důlních prostor. Projekt č. 23/2003 : Využití důlní degazace pro předcházení neřízených výstupů metanu na povrch po likvidaci dolu. Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A k programu výzkumu a vývoje ČBÚ č. 2435/99/III Projektu č. 23/2003. Využití důlní degazace pro předcházení neřízených výstupů metanu na povrch po likvidaci dolu. Zahájení : Ukončení: Poskytovatel : Česká republika Český báňský úřad Příjemce : EUROGAS a.s Zodpovědný řešitel: Ing. Pavel Mitka Subdodavatelé: OKD, DPB, a.s VŠB TU HGF Ostrava TECHNOVENT s.r.o. Na realizaci výzkumu, mimo uvedených subdodavatelů spolupracovali kolektiv pracovníků EUROGAS a.s., Diamo s.p., Doc. Ing. Petr Konečný, CSc, Ing. A. Roček a Ing. J. Mičulek, doc.ing. Břetislav Janovský, Dr. OSTRAVA, listopad

3 Výhradní právo na využívání výstupů a výsledků řešení dle smlouvy k tomuto projektu má poskytovatel ČBÚ Praha. Publikování výsledků souvisejících s řešením projektu ve lhůtě kratší 5 let je možné jen se souhlasem poskytovatele. 3

4 Obsah: I. Smluvní podmínky...7 II. Plnění smluvních podmínek...8 Etapa 1: Na základě dostupných údajů, které ovlivňují neřízený výstup metanu na povrch, porovnat projevy výstupů metanu a rizika s ním spojená v důlních polích nebo zvlášť ohrožených lokalitách dolů, kde po likvidaci dolu zůstala v provozu degazační stanice kde byl degazační systém zlikvidován...9 Ad. A. Literární rešerše...9 Ad. B. Zpracování stavu uzavřených dolů ve vztahu k aktivním a pasivním opatřením související s odsáváním metanu z uzavřených dolů...11 Závěr...13 Etapa 2.:Navrhnout a verifikovat zařízení umožňující průběžné sledován následujících veličin vystupujícího metanu...16 Charakteristika vrtu MVE Charakteristika vrtu OV 24a...17 Charakteristika vrtu HD Charakteristika monitorovacího vrtu MV Odplyňovací vrt MVE Odplyňovací vrt OV 24a...18 Odplyňovací vrt HD Monitorovací vrt MV Závěr Etapa 3: Na základě získaných výsledků stanovit jejich závislost na změně atmosférického tlaku. Získané poznatky uplatnit při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice Ad.A Vyhodnocení průběhů nasávaných a vystupujících vzdušin včetně koncentrace metanu z uzavřených důlních prostor a stanovení jejich závislost na průběhu barometrickém tlaku...20 A.1. Vyhodnocení měření prováděném na odplyňovacích vrtech...20 A.1.1. Odplyňovací vrt MVE A.1.2. Odplyňovací vrt OV 24a...21 A.1.3. Odplyňovací vrt HD A.1.4. Odplyňovací vrt MV A. 2 Zhodnocení naměřených veličin jednotlivých vrtů...22 Ad.B.Získané poznatky z výsledků stanovení závislosti výstupu důlních plynů na změně atmosférického tlaku, uplatnění při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice...23 B.2. Z provedeného posouzení vyplynulo:...23 Závěr Etapa 4: Na základě dosavadních poznatků a vlastního výzkumu vypracovat způsob řešení a metodiku stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikci výstupu metanu na povrch. Pro eliminaci výstupu metanu na povrch navrhnout využití důlní degazace při likvidaci dolu a po ukončení hornické činnosti se stanovením potřebné kapacity degazační stanice a způsobu jejího provozu

5 Ad.A.Využití poznatků a vlastního výzkumu stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikce metanu na povrch navržení uplatnění aktivních prvků pro uzavíraní dolů v karvinské a jižní části OKD...24 Ad B. Navržené uplatnění aktivních prvků pro uzavíraní dolů v karvinské a jižní části OKD...25 Ad C. Stanovení rozsahu ponechaného degazačního systému v dole, kapacity a způsobu provozu degazační stanice...26 Ad D.Návrh novely vyhlášky ČBÚ č.52/1997 Sb., kterou se stanoví požadavky k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu při likvidaci hlavních důlních děl...26 Závěr Etapa 5: Stanovit po bezpečnostní a ekonomické stránce nevhodnější způsob využití odsávaného metanu...27 Ad A.Zhodnocení dosavadního způsobu využití odsávaného metanu likvidované části OKR a degazace činných dolů...27 Ad B. Ekonomika degazačních systémů...28 Ad C. Bezpečnost degazačních systémů...29 Závěr...30 Etapa 6 Určit další faktory, které při dlouhodobém odsávání metanu z uzavřených dolů mohou ovlivnit fungování systému (zvýšení hladiny důlních vod, narušení funkce potrubních řádů apod.) a navrhnout náhradní způsoby řešení...30 Ad A. Posouzení vlivu postupného zatápění vydobytých prostor Ostravské dílčí pánve Ostravsko karvinského revíru včetně uzavření Petřvaldské dílčí pánve na zachování systému odsávání metanu degazačními, případně odsávacími systémy...30 Jáma K-2 Vrbice, bývalého Dolu Odra...32 Vodní jámy...32 Likvidované jámy bývalého Dolu Heřmanice...33 Likvidovaná jáma Vtažná jáma K-5 lokality Koblov bývalého Dolu Odra...34 Likvidovaná jáma Výdušná jáma F 4 Dolu František...34 Likvidované jámy bývalého Dolu Paskov...35 Ad B. Posouzení způsobu likvidace hlavních důlních děl v závislosti na možnosti odsávání důlního plynu...37 Způsob likvidace hlavních důlních děl v ČR...37 Likvidace jam v zahraničí...37 Závěr Etapa č.7: Analýza plynodajnosti vybraného porubu vedeného v částech ložiska navazujícího na opuštěná důlní pole, respektive jejich části s utlumenou hornickou činností kvantifikace přídatné plynodajnosti a zhodnocení jejich projevů a možných rizik, zvláště při poklesu barometrického tlaku. Analýza faktorů ovlivňující migraci důlního plynu z uzavřených částí ložiska s ukončenou hornickou činností do činných důlních děl. Kvantifikace faktorů ovlivňující plynodajnost porubů a činného dolu ve vztahu k utlumeným dolům a částem důlních polí. Navržení metodiky stanovení plynodajnosti porubů se zohledněním migrace metanu z části ložiska s utlumenou hornickou činností. Verifikace navržené metodiky na vybraném porubu

6 Ad.A. Analýza plynodajnosti vybraného porubu vedeného v částech ložiska navazujícího na opuštěná důlní pole, respektive jejich částí s utlumenou hornickou činností. Kvantifikace přídatné plynodajnosti a zhodnocení jejích projevů a možných rizik, zvláště při poklesu barometrického tlaku Ad.B Analýza faktorů ovlivňujících migraci důlního plynu z uzavřených částí ložiska s ukončenou hornickou činností do činných důlních děl...43 Ad.C. Kvantifikace faktorů ovlivňujících plynodajnost porubů se zohledněním migrace metanu z části ložiska s utlumenou hornickou činností...44 Ad.D.Návrh metodiky stanovení plynodajnosti porubů se zohledněním migrace metanu z části ložiska s utlumenou hornickou činností...44 Ad. E. Verifikace navrhované metodiky na vybraném porubu OKR...45 Závěr Závěr Seznam příloh:...48 Seznam použité literatury

7 I. Smluvní podmínky. Smlouva č.j. 2222/03 byla uzavřena podle Zákona č. 130/2002 Sb., ze dne 14.března 2002 o podpoře výzkumu a vývoje z veřejných prostředků a o změně některých souvisejících zákonů ve znění pozdějších předpisů o poskytnutí podpory programovému projektu č. 23/2003 Využití důlní degazace pro předcházení neřízených výstupů metanu na povrch po likvidaci dolu. Řešení projektu bylo v základní smlouvě rozděleno do šesti etap: Etapa 1: Na základě dostupných údajů, které ovlivňují neřízený výstup metanu na povrch, porovnat projevy výstupů a rizika s ním spojená v důlních polích nebo zvlášť ohrožených lokalitách dolů, kde po likvidaci dolu zůstala v provozu degazační stanice, nebo kde byl degazační systém zlikvidován. Etapa 2.: Navrhnout a verifikovat zařízení umožňující průběžné sledování následujících veličin vystupujícího metanu: depresi množství koncentraci teplotu. Etapa 3: Na základě získaných výsledků stanovit jejich závislost na změně atmosférického tlaku. Získané poznatky uplatnit při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice. Etapa 4: Na základě dosavadních poznatků a vlastního výzkumu vypracovat způsob řešení a metodiku stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikci výstupu metanu na povrch. Pro eliminaci neřízeného výstupu metanu na povrch navrhnout využití důlní degazace při likvidaci dolu a po ukončení hornické činnosti se stanovením potřebné kapacity degazační stanice a způsobu jejího provozu. Etapa 5: Stanovit po bezpečnostní a ekonomické stránce nevhodnější způsob využití odsávaného metanu. Etapa 6: Určit další faktory, které při dlouhodobém odsávání metanu z uzavřených dolů mohou ovlivnit fungování systému (zvýšení hladiny důlních vod, narušení funkce potrubních řádů apod.) a navrhnout náhradní způsoby řešení. Na základě výsledků v průběhu řešení projektu, bylo řešení dodatkem č. 4, ze dne , ke smlouvě rozšířeno o etapu č. 7 a termín ukončení řešení projektu ( ) stanovený v základní smlouvě, byl stanoven ke dni

8 Program řešení pro 7. etapu je následující: Analýza plynodajnosti vybraného porubu vedeného v částech ložiska navazujícího na opuštěná důlní pole, respektive jejich části s utlumenou hornickou činností. kvalifikace přídatné plynodajnosti a zhodnocení jejich projevů a možných rizik, zvláště při poklesu barometrického tlaku. Analýza faktorů ovlivňující migraci důlního plynu z uzavřených částí ložiska s ukončenou hornickou činností a činných důlních děl. Kvantifikace faktorů ovlivňující plynodajnost porubů a činného dolu ve vztahu k utlumeným dolům a částem důlních polí. Navržení metodiky stanovení plynodajnosti porubů se zohledněním migrace metanu z části ložiska s utlumenou hornickou činností. Verifikace navržené metodiky ne vybraném porubu. Výstupy projektu: 1. Závěrečná zpráva shrne dosavadní zkušenosti a výsledky výzkumu. 2. Zpracovat program vypracování metodiky stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů, stanovení rozsahu ponechaného degazačního systému v dole, kapacitu a způsob provozu degazační stanice. 3. Zpracovat návrh: novely vyhlášky ČBÚ č. 52/1997 Sb., o zajištění ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu při likvidaci hlavních důlních děl, novely vyhlášky ČBÚ č. 72/2002, o důlní degazace. II. Plnění smluvních podmínek. Řešení programového projektu ČBÚ č. 23/2003 probíhalo podle schváleného časového harmonogramu. Průběžné výsledky byly v souladu se zněním bodů VI, VIII a IX smlouvy č. 2222/03 projednávány na kontrolních dnech, které se uskutečňovaly pravidelně jednou čtvrtletně. V průběhu řešení se uskutečnilo třináct kontrolních dnů, ke kterým byly příjemcem předkládány poskytovateli průběžné dílčí zprávy o průběhu řešení a dílčí závěry řešených etap. Ve smyslu náplně výstupu projektu bylo zpracováno: Závěrečná zpráva a závěry jednotlivých etap, které shrnuly dosavadní zkušenosti a výsledky výzkumu. Metodika stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů, stanovení rozsahu ponechaného degazačního systému dolu, kapacitu a způsob provozu degazační stanice. Návrh novely vyhlášky ČBÚ č. 52/1997 Sb., v platném znění, o zajištění ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu při likvidaci hlavních důlních děl a vyhlášky č 72/2002 v platném znění 8

9 Etapa 1: Na základě dostupných údajů, které ovlivňují neřízený výstup metanu na povrch, porovnat projevy výstupů metanu a rizika s ním spojená v důlních polích nebo zvlášť ohrožených lokalitách dolů, kde po likvidaci dolu zůstala v provozu degazační stanice kde byl degazační systém zlikvidován. Řešení etapy bylo rozděleno do částí: A. Literární rešerše. B. Zpracování stavu uzavřených dolů ve vztahu k aktivním a pasivním opatřením související s odsáváním metanu z uzavřených dolů. Ad. A. Literární rešerše. Dílčím úkolem etapy č.1 předmětného projektu, bylo zpracování rešerše, které dávají přehled řešení předmětné problematiky v Německu, Polsku a jiných zemích Evropy a současný stav poznání po ukončení těžby a likvidaci dolu v Ostravsko-karvinském revíru. Problematika nebezpečí výstupu důlních plynů z uzavřených dolů ostravské dílčí pánve a jeho využití je v rámci Ostravsko-karvinského revíru řešena od zahájení útlumu těžby. V rámci rešerše byly mimo jiné prostudovány následující články autorů: - Současný stav a využití metanu z uzavřených uhelných dolů D. Křenek,Ing. - DPB Paskov,a.s. O.Grezl,Ing. - DPB Paskov,a.s. Sborník Uhlí,rudy,geol. průzkum č.8/2000, str Je konstatováno,že u uzavřených dolů je nutno počítat s tzv.zbytkovou plynodajností, která sice činí 15% původní plynodajnosti, ale její působení trvá až desítky let. Byly vypracovány postupy k převedení funkce důlní degazace ze systému zajišťující bezpečnost provozu na prostředek k odsávání důlního plynu po uzavření dolu a likvidaci hlavních důlních děl. Součásti záměru byla snaha využít stávající technologická zařízení degazačních stanic a degazační systémy dolů a minimalizovat tak náklady na realizaci těžby plynu po uzavření dolu. Program OKD, DPB v této oblasti činnosti je rozdělen na těžbu důlního plynu s využitím systému v likvidovaných HDD ústících na povrch a na těžbu plynu s využitím odplyňovacích vrtů z povrchu. Pro demonstraci 1.varianty byla zvolena lokalita Vrbice,závodu Koblov - Dolu Odra (realizace r ), zde pro provedení prognózy plynodajnosti, vytipování zdrojů plynu a upravení plynovodní sítě do hlavního důlního díla byly získány první zkušenosti na základě kterých se obdobně postupovalo na lokalitě Rychvald. V závěru autoři konstatují,že těžba plynu z uzavřených a likvidovaných dolů je již prakticky odzkoušena a s ohledem na konsolidaci plynových poměrů v uzavřených dolech je nutno rozvíjet těžbu plynu pomocí vrtů z povrchu. 9

10 - Allgemeine Gesichtspunkte zur Prolematik Grubengas aus Sicht des Landesoberbergamtes (Obecná hlediska k problematice důlního plynu z pohledu Zemského vrchního báňského úřadu) Klaus Peter Bekemeier, horní ředitel Sborník Fraunhofer UMSICHT Oberhausener Grubengas Tage str. Příspěvek seznamuje s opatřeními pro trvalé a úplné utěsňování likvidovaných dolů na povrchu, kontrolu metanu při plnění docíleného kontrolovatelného odsávání důlních plynů jedním kolektorem(převážně degazačním potrubím, zkušenosti na šachtě Mont Cenis důlního závodu Friedrich der Grosse v Herne). - Nebezpečí výstupu důlních plynů z uzavřených dolů ostravské dílčí pánve a řešení tohoto problému Petr Nováček,Ing.- OKD,a.s.DPB Paskov,a.s. Uhlí,rudy,geologický průzkum č. 4/1997 str V podmínkách pro výstup plynů na povrch se autor nejprve zabývá plynodajnosti dolů. Přesun těžby do jiných části revíru znamená výrazný pokles plynodajnosti na 100 tisíc m 3 CH 4 za den a je prognózována do budoucna v období 10 let ještě dalším poklesem. Podmínky pro výstup plynů na povrch jsou podmíněny plynovými komunikacemi. Mezi hlavní komunikace řadíme vyhloubené jámy a štoly na Ostravsku za období dobývání uhlí jich bylo více než 500 z toho zatím je ověřeno 315 jam a 63 štol a další místa pro možné komunikace plynů jsou zkoumány. Řešitelé studie Opatření na eliminaci výstupu důlních plynů na povrch v regionu ODP. DPB Paskov v orce1994 sestrojil mapu v níž jsou uvedeny možné komunikace výstupu metanu a v níž jsou uvedeny další možné varianty výstupu např. karbonská okna ( 12 míst), kde uhlonosný karbon na území Ostravy vystupuje až na povrch. - Využití metanu z uzavřených dolů ostravské dílčí pánve. D. Křenek DPB Paskov,a.s. R.Choleva DPB Paskov,a.s. Sborník Netradiční metody využití ložisek,všb TU Ostrava 1999, str Příspěvek presentuje tabulku těžby uhlí, exhalace metanu, metanu odčerpaného v OKR v letech 1900 až 1998.Dále se zabývá vývojem důlní degazace v OKR s konstatováním,že v 70.letech 20.století pracovalo pro OKR 23 degazačních stanic se 117 vakuovými čerpadly. Je řešena produkce metanu v OKR a jeho využití. DPB Paskov,a.s. v roce 1992 zahájilo realizaci záměru dotěžování zbytkových zásob důlního plynu na uzavřených ostravských dolech.v časovém horizontu před vlastní likvidací dolů přejímá DPB Paskov zajišťování provozu(dožívajícího) důlní degazace daného dolu.provádí zde mapování plynových zdrojů,realizuje perspektivní zásahy do důlního degazačního systému a podílí se na zpracování projektu likvidace jam určených k jímání plynu.v článku je řešena těžba plynu s využitím hlavních důlních děl ústících na povrch a zkušenosti čerpání metanu na uzavřené lokalitě Vrbice,závodu Koblov dolu Odra. 10

11 Ad. B. Zpracování stavu uzavřených dolů ve vztahu k aktivním a pasivním opatřením související s odsáváním metanu z uzavřených dolů. Řešení bylo zaměřeno na zpracování současného stavu uzavřených dolů ve vztahu k aktivním a pasivním opatřením související s odsáváním metanu z uzavřených dolů. a. Byla zpracována analýza větrních a degazačních systémů dolů: ostravské dílčí pánve, petřvaldská dílčí pánev zahrnující lokalitu města Orlová, Důl František Jižní část OKR, v období před zahájením útlumu včetně údajů o jejich plynodajnosti. Následně byl zpracován seznam jam likvidovaných v jednotlivých dílčích pánvích v OKR od zahájení útlumu tj. od roku 1991 včetně analýzy větrních a degazačních systémů dolů za období od roku 1990 až do konce roku b. Byl zpracován přehled provozovaných degazačních stanic na jednotlivých likvidovaných dolech. Důl Odra: Důl Ostrava: Degazační stanice byla provozovaná v oblastech jam: - Vrbice a - K - 4 Koblov Důl Heřmanice. Důl Šverma: Důl Fučík: Degazační stanice byla provozovaná v oblastech jam : - Hlubina - Jeremenko - Alexander Degazační stanice byla provozovaná v oblasti jam: - Heřmanice - Rychvald 4 - Rychvald 5 Na Dole Šverma degazace nebyla prováděna. Degazační stanice byla provozovaná v oblasti jámy: - Fučík 5 plavící 11

12 Důl František: Důl Paskov : Degazační stanice byla provozovaná v oblasti jámy F4 Degazační stanice byla provozovaná v oblasti jam: - Paskov - Řepiště c. Byla provedena analýza propojení jednotlivých dílčích dobývacích prostorů ve vztahu k předpokládané migraci důlních plynů: Ostravská dílčí pánev, Petřvaldská dílčí pánev Jižní část revíru OKR, Karvinské dílčí pánve.. Oblast dolů Darkov a ČSM d. Bylo provedeno hodnocení vybudovaných jámových zátek v uzavřených hlavních důlních dílech a odsávání důlního ovzduší s obsahem metanu pod jámovými zátkami odsávacími stanicemi. e. Byla zpracovaná analýza větrání a degazace Dolu J. Fučík v průběhu útlumu tj. v období od roku 1990 do roku Při likvidaci plavící jámy zásypem došlo k porušení degazačního potrubí v jámě a degazační systém byl zlikvidován. Důl Žofie tvoří jednu větrní oblast s centrálně umístěnými jámami (vtažná jáma č. 5/1 a výdušná jáma č. 5/4). Důl je udržován v rozsahu malého větrního okruhu pro provoz čerpacího systému, jež zajišťuje udržování hladiny důlních vod v PDP na stanovené úrovni a zamezuje jejich přetok do karvinské části revíru. Degazace lokality Žofie zajišťuje degazační stanice, která je vybavena 2 ks vodokružnými vývěvami RLP 62/73. Účinnost degazace se pohybuje v rozmezí 33 až 37 %, plynodajnosti dolu. f. Byla provedena analýza větrání a degazačního systému Dolu Paskov před útlumem, v době útlumu a po likvidaci včetně způsobu likvidace hlavních důlních děl a zajištění odsávání důlních plynů. Vývoj exhalace, degazace a plynodajnosti na Dole Paskov v letech , je zpracován v Závěrečné zprávě z 8. kontrolního dne za 2. čtvrtletí roku Z důvodů odsávání důlních plynů byla: - Jáma Řepiště uzavřena jámovou zátkou vybudovanou v úrovni 2. patra. Prostor nad jámovou zátkou byl vyplněn cementopopílkovou směsí a jsou v něm vedeny dva potrubní tahy. Jeden pro odsávání důlních plynů z prostoru pod touto zátkou, druhý pro odsávání 2. a 3. patra, kde jsou napojeny původní degazační rozvody. Tyto dva potrubní tahy jsou napojeny na povrchový plynovod, který je veden k odsávací stanici Paskov. 12

13 - Výdušná jáma Paskov, byla taktéž uzavřena jámovou zátkou v úrovni 1. patra, nad kterou je prostor jámy vyplněn cementopopílkovou směsí. Z povrchu je přes tuto uzavírací zátku vedeno potrubí až po 3. patro. V úrovni 3., 2. a 1. patra jsou na toto potrubí napojeny původní degazační rozvody pro cílené odsávání. - Vtažná jáma Paskov, byla uzavřena v úrovni 1. patra jámovou zátkou, přes kterou je z povrchu vedeno potrubí pro odsávání volného prostoru pod touto zátkou. Prostor nad zátkou až po ohlubeň je vyplněn cementopopílkovou směsí. Odsávání důlního plynu z uzavřených jam je prováděno degazační stanicí vybudovanou na dole Paskov. g. Bylo provedeno zhodnocení ekonomických nákladů podle způsobu uzavření hlavního důlního díla. Detailní rozbor, který je vztažen na likvidaci jam dolu Paskov, je uveden v Závěrečné zprávě z 10. kontrolního dne za IV. čtvrtletí Z porovnání vyplynulo, že v porovnání s likvidaci hlavního důlního díla zásypem zpevněným zásypovým materiálem v délce cca 970 m představují náklady na likvidaci: - jámovou zátkou vybudovanou v hloubce 401 m včetně betonového povalu na ohlubni jámy a zpevněným zásypem od jámové zátky k ohlubni jámy... cca 60 % - zásypem nezpevněným zásypovým materiálem v celé délce... cca 26 %. Závěr. Řešením předmětné dílčí etapy, jejíž výsledky byly průběžně projednávány na kontrolních dnech byl zhodnocen vliv bývalého degazačního systému likvidovaných dolů do odsávacího systému. Z provedeného hodnocení tabulkových sestav a grafických vyjádření, které jsou součástí Závěrečných zpráv, ve kterých je uváděn průběh plynodajnosti a degazace v dobách do zahájení útlumu a po uzavření dolu s návazností na provoz odsávacích stanic lze konstatovat, že i nadále je z podzemí získáván metan. Odsáváním metanu z uzavřených důlních prostor nedošlo k nějakým výrazným problémům s nekontrolovatelným výstupem metanu na povrch. V konkrétních podmínkách Dolu Paskov způsob uzavření jámového stvolu jámovou zátkou s kolektorem a odsávacím systémem CH 4 dává předpoklad, že nedojde k nekontrolovatelnému výstupu metanu v okolí uzavřeného hlavního důlního díla. Způsob likvidace hlavního důlního díla představuje cca 2/3 nákladů likvidace k porovnání uzavření díla v celé délce zpevněným zásypovým materiálem a je dvojnásobkem nákladů uzavření volně sypaným základovým materiálem, např.výpěrky. Likvidace jámy nad jámovou zátkou zpevněným materiálem dává větší jistotu stability a zachování odsávacího potrubí 13

14 pro komerční využití metanu a snížení nebezpečí z nekontrolovatelného výstupu metanu na povrch. Cílem této etapy bylo popsat a zhodnotit údaje, které ovlivňují výstup metanu z uzavřených dolů na povrch v případech, kdy zůstal v provozu i po ukončení provozu dolu odsávací systém a kde odsávací systém byl současně s plánovanou likvidací dolu zrušen. Názorný přehled řešení etapy č. 1 dávají přílohy a grafy, z nichž je zřejmé, jak u jednotlivých skupinových dolů bylo jejich uzavření spojeno s tím, že bývalý degazační systém byl převeden do režimu odsávacího systému, nebo degazační systém byl zlikvidován jako součásti likvidovaného dolu. Z uvedených grafů a příloh je zřejmé, že na jednotlivých skupinových dolech, kde po jejich likvidaci zůstala v provozu odsávací stanice, je možné konstatovat, že i nadále je z podzemí získáván metan a že na površích těchto skupinových dolů nedošlo k nějakým výrazným problémům s nekontrolovatelným výstupem metanu na povrch. Na dolech, kde odsávací systémy byly zrušeny, však došlo k výrazným problémům s výstupem metanu. Jedná se zejména o bývalý skupinový důl Ostrava v rámci ostravské dílčí pánve. Hodnotíme-li množství odsávaného metanu v 100% koncentraci, pak např. na dolech Heřmanice - po 10-ti letech od uzavření dolu je odsávané množství v roce 2002 prakticky na úrovni celkové exhalace, která byla v době ukončení provozu dolu, tj. v roce 1993, Odra - je odsávání metanu v roce 2002 na úrovni degazovaného množství v roce 1994, kdy došlo k ukončení těžby, Ostrava - kde byly zrušeny všechny odsávací systémy při likvidaci dolu a jediný degazační systém zůstal na vodní jámě Jeremenko, který slouží výhradně pro bezpečné zajištění čerpání důlních vod, je množství degazovaného metanu prakticky nulové, přičemž je nezbytné podotknout, že v povrchové lokalitě tohoto dolu došlo v předcházejících obdobích po ukončení těžby v roce 1993 k výrazným problémům s výstupem, metanu jak v lokalitě Slezské Ostravy, tak v lokalitě Frýdlantských mostů, které musely být řešeny jinými mimořádnými opatřeními. V petřvaldské a orlovské části revíru, ze shromážděných výsledků je možné konstatovat, že na bývalém skupinovém dole Fučík, který zahrnoval v závěrečné fázi bývalé doly Hedvika, Ludvík, Pokrok a Žofie, sice zůstala v provozu degazační stanice na vodní jámě Žofie, která se však pouze podílí na zajištění bezpečnosti provozu při čerpání důlních vod a nezajišťuje odsávání metanu bývalého důlního pole dolu Žofie, a to i přesto, že v lokalitě tohoto bývalého závodu je nejnižší vrstva pokryvného útvaru a je celá řada karbonských oken, která vycházejí přímo na povrch. V jižní části revíru, jsou v závěru této etapy uvedeny výsledky z Dolu Paskov, jehož likvidace a následné čerpání metanu z uzavřeného dolu je skoro učebnicovým příkladem využití jámových plynových zátek v návaznosti na odsávací systémy V karvinské části revíru, byla detailně problematika čerpání metanu zlikvidovaného dolu popsána v etapě č. 4 a měla by sloužit jako případný modelový vzor pro výpočet zbytkové plynodajnosti dolu, a to dvěma metodami spočívajícími na: - určení zbytkové plynodajnosti nevydobytých slojí, které byly různým způsobem ovlivněny buď nadrubáním nebo podrubáním, a na základě těchto aspektů byla stanovena zbytková plynodajnost; 14

15 - byla stanovena křivka poklesu plynodajnosti uzavřeného dolu, která akceptuje vývoj plynodajnosti těsně před a po ukončení těžby a predikuje množství metanu, které je možné v případě odsávání získat ze zlikvidovaného dolu. Z uvedených výsledků, které jsou dostatečně dokumentovány v jednotlivých dílčích zprávách z řešení předmětné etapy lze konstatovat, že v lokalitách likvidovaných dolů, kde po jejich likvidaci zůstaly v provozu odsávací systémy, se neprojevily výrazné problémy ve výstupu metanu na povrch. V opačné situaci, zejména v lokalitě bývalých závodů Hlubina, Petr Bezruč a Žofie plavicí jáma, kde degazační systémy byly zrušeny, došlo k výrazným problémům, které musely být řešeny náhradními opatřeními, spočívajícími v instalaci odplyňovacích vrtů, na kterých byly případně instalovány odsávací systémy, ať už se konkrétně jednalo o oblast tzv. Jaklovecké štoly, lokality hrušovského dolu, Frýdlantských mostů, Starého náměstí v Orlové, kde byl dodatečně realizován nákladný projekt Opatření k odstranění havarijního stavu ve městě Orlová, který v souboru realizovaných činností snížil riziko nekontrolovatelného výstupu metanu. V rámci uvedené etapy byla získána celá řada poznatků z obdobných situací, kdy byl a je získáván metan z uzavřených dolů jak v Německu, Francii, Anglii a Polsku jsou předmětem rozsáhlých rešerší uvedených v závěrech kontrolních dnů etapy č. 1. Další rozborování uzavřených jámových stvolů a odsávacích systémů je detailněji vyjádřeno v závěrech kapitoly 6 tohoto projektu. 15

16 Etapa 2.: Navrhnout a verifikovat zařízení umožňující průběžné sledování následujících veličin vystupujícího metanu: depresi množství koncentraci teplotu. Předmětem řešení 2. etapy bylo navrhnout a verifikovat zařízení umožňující průběžné sledování fyzikálních veličin vystupující plynné směsí na aktivních odplyňovacích vrtech v oblastech uzavřených dolů z odplyňovacích komínků v ukazatelích: deprese *, objemové množství vystupujících a nasávaných vzdušin [m 3.hod -1 ] koncentraci vystupujícího metanu [%CH 4 ] teplota [ C ], *před nasazením souboru měřícího zařízení na sledování stanovených veličin, bylo zápisem ze dne stanoveno kontinuální sledování barometrického tlaku [ hpa ], místo ukazatele deprese. K měření požadovaných veličin byla sestavena měřící souprava, kterou tvoří: A. IR snímač plynů TX 6363 pro sledování koncentrace CH 4 v rozsahu % obj. B. Mechanický lopatkový anemometr SAS4 s elektronickým snímačem otáček. C. Odporové snímače teploty Pt 100 měřící vnější (venkovní) a vnitřní teplotu v odplyňovacím vrtu. D. Registrační snímač barometrického tlaku Commeter TPHZ. E. Komunikační modul DKM-1B, zajišťující sběr naměřených dat z napojených snímačů a v pravidelných časových intervalech zasílá bránou GSM/GPRS informace na centrální řídící stanoviště OKD, DPB, a.s. Paskov. Měření veličin bylo prováděno na vybraných odplyňovacích vrtech: MVE-1 nacházející se na k.ú Slezská Ostrava bývalý dobývací prostor ODP - Slezská Ostrava III.. OV 24a nacházející se na k.ú. Orlová bývalý dobývací prostor Petřvald II. HD 201 nacházející se na k.ú. Ostrava Hrušov bývalý dobývací prostor Heřmanice. MV 39 nacházející se na k. ú. Petřkovice bývalý dobývací prostor Přívoz. Výběr odplyňovacích vrtů byl proveden podle jejich charakteristiky v ukazatelích: geologický profil, hloubka vrtu, nafáráné sloje, vydatnost metanu při výstupu plynné směsi z odplyňovacího komínku, ekvivalentní průřez, 16

17 Charakteristika vrtu MVE - 1 Odplyňovací vrt MVE 1 je proveden v bývalém dobývacím prostoru Slezská Ostrava III. Celková délka vrtu je 90,0 m pod úrovni terénu. V hloubce 87,2 až 87,5 m byl navrtán výrub sloje č. 303 Adolf s přechodem do porušeného prachovce. V hloubkové úrovni 88,6 m až 88,8 m byla navrtána další vrstva uhlí. Sloj Adolf, je součástí jakloveckého souvrství. Charakteristika vrtu OV 24a Vrt OV 24a byl odvrtán jako šikmý s úklonem 85 a byl směrován do oblasti s menším stupněm konsolidace stařin s návaznými komunikacemi pro migraci důlních plynů. Celková hloubka (délka) vrtu je 91,0 m. V hloubce 79,5 m až 86,0 m byly vrtem navrtány stařiny porubu ve 47 sloji. Charakteristika vrtu HD 201. Odplyňovací vrt HD 201 je hluboký 60,5 m a byly jim navrtány sloje ostravského souvrství a to v hloubce 33,0 m 8. sloj a v hloubce 53,4 m 9. sloj. Charakteristika monitorovacího vrtu MV 39. Monitorovací vrt MV 39 je součásti soustavy pozorovacích a odplyňovacích vrtů provedených na území tzv. Petřkovického dolu. Vrt byl odvrtán do hloubky 254 m. Podle geologického profilu z výsledků karotážního měření vrt prochází petřkovickým souvrstvím a byly navrtány sloje: v hloubce 173,5 175,0 m výruby sloje č. 059 Neočekávaný, v hloubce 187,1 187,4 m slojí č. 071 Vilemína, v hloubce 234,7 235,2 m slojí č. 059 Visutý. Na předmětných odplyňovacích vrtech bylo prováděno měření v následujících obdobích: Odplyňovací vrt MVE - 1. Na odplyňovacím vrtu MVE 1 bylo prováděno měření: objem a směr proudících vzdušin v odplyňovacím komínku, koncentrace metanu ve vystupující plynné směsi, barometrický tlak, Měření bylo prováděno v období od do

18 Odplyňovací vrt OV 24a. Na předmětném vrtu probíhalo měření veličin: koncentrace metanu, barometrický tlak, objem a směr proudících vzdušin v odplyňovacím komínku. v období od do Odplyňovací vrt HD 201. Měření na odplyňovacím vrtu HD 201 bylo zahájeno průběžným sledováním: koncentrace metanu objemu a směr proudících vzdušin v odplyňovacím komínku barometrického tlaku. V měsíci říjnu byla měřící souprava doplněna o teplotní senzory pro měření teploty venkovní a uvnitř vrtu. Měření bylo prováděno v období od do Monitorovací vrt MV 39. Měření na monitorovací vrtu MV 39 probíhalo období od do bez poruch na zařízení. Závěr. Sestavou měřících přístrojů průběžně měřící fyzikální veličiny vzdušin: koncentraci metanu [ % CH 4 ] objem a směr proudících důlních plynů v odplyňovacích komíncích, [ m 3.hod -1 ] teplotu ve vrtu a vnější [ C] průběh barometrického tlaku [hpa], vzniklo první měřící zařízení, které po dílčích problémech v průběhu ověřovacích provozů, je schopno na dané lokalitě měřit rozhodující údaje, které charakterizují daný vrt z hlediska množství vystupujících důlních plynů, koncentrace metanu ve vystupujících plynech, množství nasávaného ovzduší do vývrtu nebo vystupujícího plynu z vývrtu, a teploty vystupujících plynů nebo nasávaného ovzduší v úrovni tzv. neutrální vrstvy, tj. zhruba 7 m pod povrchem v závislostech na kolísání barometrického tlaku a změn teploty ovzduší. V souboru poskytovaných dat umožňuje soustava stanovit závislost vystupujících důlních plynů z uzavřených důlních prostor včetně vystupujícího metanu a nasávaných vzdušin na průběhu vývoje barometrického tlaku. 18

19 Hodnocení naměřených veličin a dějů podle jednotlivých vrtů, je provedeno ve 3. etapě předmětného projektu. Zdokumentovanými výsledky, získanými z měření jednotlivých fyzikálních veličin a jejich verifikací, byl splněn záměr zadání 2. etapy předmětného projektu, tj. navrhnout a verifikovat zařízení umožňující průběžné sledování fyzikálních veličin důlního ovzduší na odplyňovacích vrtech, jeho objemové množství včetně koncentrace metanu v závislosti na vývoji barometrického tlaku. Realizace dalších nasazení souboru měřících zařízení je dispoziční pro průběžné sledování důlního ovzduší v uzavřených dobývacích prostorách na rizikových aktivních odplyňovacích vrtech. 19

20 Etapa 3: Na základě získaných výsledků stanovit jejich závislost na změně atmosférického tlaku. Získané poznatky uplatnit při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice. Řešení předmětné etapy bylo rozděleno do následujících kapitol: A. Vyhodnocení průběhů nasávaných a vystupujících vzdušin včetně koncentrace metanu z uzavřených důlních prostor a stanovit jejich závislost na průběhu barometrickém tlaku měřící soupravou měřící: koncentraci metanu [%CH 4 ] ve vyfoukávané směsi důlních plynů, rychlost a směr proudících vzdušin v odplyňovacích komíncích přepočtených na objem za jednotku času [ m 3.hod -1 ], teplotu ve vrtu a vnější (venkovní) [ C]. průběh barometrického tlaku vztaženého k hladině Baltského moře [hpa]. B. Získané poznatky z výsledků ze stanovení závislosti výstupu důlních plynů na změně atmosférického tlaku, uplatnit při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice. Ad. A. Vyhodnocení průběhů nasávaných a vystupujících vzdušin včetně koncentrace metanu z uzavřených důlních prostor a stanovit jejich závislost na průběhu barometrickém tlaku A.1. Vyhodnocení měření prováděném na odplyňovacích vrtech. Měření bylo prováděno na odplyňovacích vrtech: MVE v bývalém dobývacím prostoru Slezská Ostrava III, OV 24a - v katastrálním území Orlová, HD na území tzv. Hrušovského dolu, MV na území tzv. Petřkovického dolu. A.1.1. Odplyňovací vrt MVE 1. a. Podle průběhů objemových průtoků vzdušin ve vztahu k barometrickému tlaku, je hranice přechodu kdy nastává sání nebo výstup vzdušin nestabilní. Rozsah tzv. inflexní bod přechodu ze sání na výfuk se pohybuje v rozmezí hpa až hpa. V případě, kdy se jedná o přechod z výfuku na sání, se hranice pohybuje v rozmezí až hpa. 20

21 b. Při výstupu vzdušin z vrtu docházelo v některých případech nejdříve k výstupu s nulovou koncentrací metanu a teprve následně, s různým časovým odstupem, začal vystupovat i metan. Ve sledovaném období byla prodleva výstupu metanu od zahájení výstupu ovzduší proměnná a pohybovala se v rozmezí od 8 do 40 hod. c. Charakteristický průběh sání a vyfoukávání důlních plynů předmětného vrtu v závislosti na barometrickém tlaku, je znázorněn na grafu vyhotoveném z naměřených hodnot vybraného období. Předmětný graf je přílohou č. 1 závěrečné zprávy předmětné etapy. A Odplyňovací vrt OV 24a. a. Podle průběhů objemových průtoků vzdušin ve vztahu k barometrickému tlaku, je hranice přechodu kdy nastává sání nebo výstup vzdušin nestabilní. Rozsah tzv. inflexní bod přechodu ze sání na výfuk se pohybuje v rozmezí hpa až hpa. V opačném případě, kdy se jedná o přechod z výfuku na sání, se hranice pohybuje v rozmezí až hpa. b. Při výstupu důlních plynů z vrtu v některých případech dochází nejdříve k výstupu vzdušin s nulovou koncentrací metanu a následně s časovou prodlevou vystupuje směs důlního plynu s metanem. Prodleva mezi výstupem vzdušin bez metanu a směsi důlního plynu s metanem u předmětného vrtu se pohybuje v rozmezí 1 2 hod. c. Charakteristický průběh sání a vyfoukávání důlních plynů předmětného vrtu v závislosti na barometrickém tlaku, je znázorněno na grafu vyhotoveném z naměřených hodnot vybraného období. Předmětný graf je přílohou č. 2 závěrečné zprávy předmětné etapy. A.1.3. Odplyňovací vrt HD 201. a. Podle průběhů objemových průtoků vzdušin ve vztahu k barometrickému tlaku, je hranice přechodu kdy nastává sání nebo výstup vzdušin nestabilní. Rozsah tzv. inflexní bod přechodu ze sání na výfuk se pohybuje v rozmezí 1001 hpa až hpa. a při přechodu z výfuku na sání, se hranice pohybuje v rozmezí až hpa. b. Při výstupu důlních plynů z vrtu v některých případech dochází nejdříve k výstupu vzdušin s nulovou koncentrací CH 4 a následně s časovou prodlevou vystupuje směs důlního plynu s metanem.. Prodleva mezi výstupem směsi vzdušin bez metanu a důlního plynu s metanem se pohybuje v rozmezí 5 22 hod. c. Charakteristický průběh sání a vyfoukávání důlních plynů předmětného vrtu v závislosti na barometrickém tlaku, je znázorněn na grafu vyhotoveném z naměřených hodnot vybraného období. Předmětný graf je přílohou č. 3 závěrečné zprávy předmětné etapy. d. Měření teplot na vrtu HD 201 v Hrušově prováděné v období od do prokázalo, že se vnitřní teplota ve vrtu ustálila na +12 C při výfuku, zatímco vnější teploty se pohybovaly v rozmezí +20 C až -10 C. Teprve v závěru měření ve dnech až , kdy došlo k navýšení nasávaného ovzduší na hodnotu cca 10 m 3.hod -1 došlo vlivem venkovní teploty, která dosahovala hodnoty -8 C až -10 C k ovlivnění vnitřní teploty, která se snížila ve vrtu o 4 až 5 C. 21

22 A.1.4. Odplyňovací vrt MV- 39. Měření na předmětném vrtu proti měřením na předcházejících vrtech probíhalo v typicky zimní atmosféře při venkovní teplotě až -12,4 C ( ) až do typicky jarního počasí +28,8 C ( v 18:00 hod) s poklesem o 23 C na + 5,7 C ( :00 hod). a. Podle průběhů objemových průtoků vzdušin ve vztahu k barometrickému tlaku, je hranice přechodu kdy nastává sání nebo výstup vzdušin nestabilní. Rozsah tzv. inflexního bodu přechodu ze sání na výfuk se pohybuje v rozmezí hpa až hpa. V případě, kdy se jedná o přechod z výfuku na sání, se hranice pohybuje v rozmezí až hpa. b. Charakteristický průběh sání a vyfoukávání důlních plynů předmětného vrtu v závislosti na barometrickém tlaku, je znázorněno na grafu vyhotoveném z naměřených hodnot vybraného období. Předmětný graf je přílohou č. 4 závěrečné zprávy předmětné etapy. c. Měření teplot vrtu na předmětném vrtu probíhalo v zimních měsících, kdy venkovní teplota dosahovala v delším období hodnoty pod bodem mrazu ( , - 12,4 C). Barometrický tlak v tomto období neměl trend strmosti jeho nárůstu či poklesu, ale jeho průběh byl pozvolnější. Jeho průběh je znázorněn na grafech sestavených z naměřených hodnot v příloze 3.3a Zprávy o výsledcích řešení za II. čtvrtletí 2006 uložené u řešitele. d. Bylo provedeno posouzení vzájemných vztahů naměřených hodnot objemový průtok vzdušin ve vrtu ve vztahu k barometrickému tlaku, koncentrace metanu ve vyfoukávaných vzdušinách na vývoji barometrického tlaku, ovlivnění venkovní teploty na objemovém průtoku vzdušin ve vrtu, které byly rozpracovány do grafické podoby a jsou přílohou Závěrečné zprávy z 12. kontrolního dne. A. 2 Zhodnocení naměřených veličin jednotlivých vrtů. Naměřené charakteristické údaje jednotlivých vrtů jsou zpracovány do následující tabulky. Tabulka č. 1: Charakteristika jednotlivých vrtů. Ozn. vrtu ; Hloubka [m] Sání Přechod sání výfuk při bar. tlaku Výfuk Přechod výfuk - sání při bar. tlaku Max. Výfuk Hodnoty max. výfuku Koncen. CH 4 V hodnotě bar.tlaku MVE 1, 90,0 OV - 24a 91,0 HD ,5 MVE ,0 [ hod] [ m 3 ] Ø [m 3 /hod.] [ hpa ] [ hod] [ m 3 ] Ø m 3 /hod. [ hpa] [ m 3 / hod] [ % ] [ hpa ] , , ,0 20, , , ,0 64, , , ,0 37, , , ,0 6,

23 Z tabulky vyplývají některá zjištění, která možno shrnout následovně: Rozsah barometrického tlaku, při kterém dochází ke změně ze sání na výfuk, se pohybuje v širokém rozmezí. U jednotlivých vrtů se jedná o tento rozdíl tlakových hodnot barometrického tlaku: - MVE-1 26 hpa - OV 24a 15 hpa - HD hpa - MV hpa - Dlouhodobá měření v rámci projektu č. 23/2003 ukázala, že: - rozmezí barometrického tlaku (inflexní bod), kdy dochází ke změně ze sání na výfuk a opačně je značně široké; - při poklesu barometrického tlaku pod hranici, která je zřejmá z tabulky č. 1, dochází v některých případech k výraznému zvýšení množství vystupujícího plynu ve srovnání s dlouhodobým průměrem. Ad. B. Získané poznatky z výsledků ze stanovení závislosti výstupu důlních plynů na změně atmosférického tlaku, uplatnit při návrhu včasného systému varování před nebezpečím vystupujícího metanu v ohrožených oblastech a při řízení provozu degazační stanice. Bylo provedeno posouzení doc. Ing. B. Janovským, CSc. možných následků iniciace oblaku vystupujícího metanu. Při posudku byly vzaty v úvahu tyto aspekty: - objemové množství, - koncentrace vystupujícího metanu, - vliv atmosférických podmínek (bezvětří, působení větru, sklon terénu, nerovnosti povrchu, výška výstupu metanu nad povrchem, noční nebo denní období, vliv atmosférických podmínek), - pokud se týká konfigurace oblaku, jehož součástí je metan, bylo vycházeno z předpokladu tvaru plamene (hořící pochodeň). B.2. Z provedeného posouzení vyplynulo: Na základě výchozích podmínek možné konstatovat, že v případech posuzovaných vrtů: - bude oblak vystupujícího plynu hořet za laminárních podmínek proudění, kdy dojde k tzv. vyhoření oblaku bez výrazných tlakových projevů; - může dojít k hoření plamene na ústí vrtu. Posouzení možnosti nebezpečí, jedná se pouze o tzv. tepelný tok, který je udáván v kw/m 2 a představuje možnost popálení osob, které se nacházejí v blízkosti vývrtu. přípustná maximální hodnota teplené zátěže pro osoby je 1 kw/m 2. Vzhledem k hodnotám množství a koncentrace metanu vyfukujícího z vývrtu se jedná o vzdálenost 1,8 m od ústí vývrtu, kde tepelný tok může dosáhnout této mezní hranice. 23

24 Závěr. Analýzou dějů související s nasáváním vzdušin a vyfoukáváním důlního plynu na jednotlivých odplyňovacích komíncích ve vybraných oblastech (bývalý dobývací prostor Slezská Ostrava III, katastrální území města Orlová, území tzv. Hrušovského dolu, území tzv. Petřkovického dolu) ve vztahu k barometrickému tlaku ( jeho poklesu, nebo nárůstu), jak bylo naměřeno měřící soupravou (viz etapa č.2), bylo zjištěno, že každá oblast se chová rozdílně a nelze je verifikovat v rámci území OKR. Z uvedeného lze konstatovat, že pro určení rizika plynoucího z vyfoukávaných důlních plynu je žádoucí předmětnou měřící soupravu instalovat na vrt, který podle měření v hodnocené dílčí lokalitě má největší koncentraci metanu ve vyfukujících důlních plynech. Na základě vyhodnocení naměřených údajů stanovit riziko případného vyhoření metanu v důlních plynech, stanovit opatření řešící mimořádnou událost a pro operativní řešení informovat orgány Integrovaného záchranného systému. Etapa 4: Na základě dosavadních poznatků a vlastního výzkumu vypracovat způsob řešení a metodiku stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikci výstupu metanu na povrch. Pro eliminaci výstupu metanu na povrch navrhnout využití důlní degazace při likvidaci dolu a po ukončení hornické činnosti se stanovením potřebné kapacity degazační stanice a způsobu jejího provozu. Řešení 4. etapy bylo rozděleno do následujících kapitol: : A. Využitím poznatků a vlastního výzkumu stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikce metanu na povrch, navrhnout uplatnění aktivních prvků pro uzavíraní dolů v karvinské a jižní části OKD. B. Navrhnout využití a rozsah degazace při likvidaci dolu. C. Analyzovat současný stav likvidace hlavních důlních děl, zejména jámových stvolů, se zaměřením na zachování degazačního systému pro následní ovlivnění nebezpečí neřízeného výstupu metanu po likvidaci dolu. D. Vypracovat návrh novely vyhlášky ČBÚ č.52/1997 Sb., kterou se stanoví požadavky k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu při likvidaci hlavních důlních děl. Ad.A. Využitím poznatků a vlastního výzkumu stanovení zbytkové plynodajnosti uzavíraných dolů a predikce metanu na povrch navrhnout uplatnění aktivních prvků pro uzavíraní dolů v karvinské a jižní části OKD. - k provedení vlastního výzkumu bylo provedeno shrnutí dosavadního poznatků v ČR vztahující se k stanovení zbytkové plynodajnosti uzavřených dolů a základních faktorů, které ji ovlivňující po ukončení těžby. 24

25 Základními faktory ovlivňující zbytkovou plynodajnost lze zahrnout: a. přírodní a zbytková plynonosnost uhlí ponechaného v dole, b. velikost odplyňovacího prostoru (prostorový rozsah horninového masivu ovlivněného dobývacími pracemi), stupeň odplynění nadloží a podloží, c. časový pokles plynodajnosti uzavřeného dolu, d. vliv zatápění uhelných slojí na plynodajnost dolu, e. stupeň utěsnění dolu a komunikace s okolím (např. odsávání metanu), migrace důlního plynu na povrch f. dlouhodobé biologické procesy probíhající v uzavřeném dole - Vlastní výzkum časového průběhu poklesu přídatné plynodajnosti porubu po ukončení dobývání byl proveden vyhodnocením plynodajnosti porubu č na Dole Lazy. Přídatná plynodajnost byla vypočtena z plynodajnosti horninového masívu a nadložních a podložních slojí) v průběhu dobývání a po jeho ukončení Výsledky vlastního výzkumu potvrdily teoretické poznatky publikované v zahraniční literatuře týkající se časového poklesu plynodajnosti v čase, který je v dalším uvažován v exponenciálním tvaru, který lépe vystihuje fyzikální podstatu daného jevu. Na základě vlastních poznatků byla zpracovaná Metodika stanovení zbytkové plynodajnosti uzavřeného dolu, která byla vypracovaná ve dvou variantách: a. Časová extrapolace hodnot zbytkové plynodajnosti dolu v době provozu, plynodajnosti dolu po ukončení těžby a po jeho uzavření. b. Výpočet na základě stupně odplynění uhelných slojí a hornin a plynové bilance horninového masivu v odplyňovacím prostoru. Ověření vypracovaných metod bylo provedeno na příkladu uzavřeného dolu František Metodika stanovení zbytkové plynodajnosti uzavřeného dolu, která je přílohou č.5 Ad B. Navrhnout uplatnění aktivních prvků pro uzavíraní dolů v karvinské a jižní části OKD. Pří návrhu uplatnění aktivních prvků odsávání metanu z prostoru pod zátkou vybudovanou v uzavřeném hlavním důlním díle dolů v karvinské a jižní části OKD pomocí ponechaného degazačního systému nebo jeho částí se vycházelo z následujících pokladů uvedených: v rámci řešení etap č. 1 a 5 předmětného projektu, z mapy kategorizace území OKR (zpracované v rámci řešení projektu ČBÚ č. 1/1999), z mapy předpokládaných plynových komunikací mezi doly OKR (zpracovaná v rámci řešení projektu ČBÚ č. 1/1999) Z provedených analýz bylo stanoveno 5 etap dílčího řešení při rozhodování o způsobu likvidace jámy, která jsou uvedena v Závěrečné zprávě z 12. a 13. kontrolního dne. 25

26 Ad C. Stanovení rozsahu ponechaného degazačního systému v dole, kapacity a způsobu provozu degazační stanice. Analýza současného stavu likvidace hlavních důlních děl byla provedená v rámci řešení etapy č.1. Z provedených analýz vyplynulo, že degazační systém v dole vyžaduje údržbu (odvodňování) a pokud je ponechán v uzavřeném dole bez možnosti oprav stává se po určité době nefunkční. Proto se v dlouhodobějších záměrech doporučuje brát v úvahu pouze odsávání z plynového kolektoru pod jámovou zátkou. Byly porovnány kapacity degazačních stanic na uzavřených dolech a následně odsávaného množství metanu po ukončení provozu dolu, rovněž byl proveden přehled kapacit degazačních stanic na provozovaných dolech. Z provedených analýz vyplynulo, že degazační stanice na provozovaných dolech pracují s dostatečnou rezervou a jejich výkon bude postačující i v případě, že po uzavření dolu bude provoz převed na režim odsávání. Kapacita odsávání na jednotlivých uzavřených dolech je dle provedených analýz na úrovni kapacity degazace před uzavřením dolu, (tedy při snižující plynodajnosti) a proto lze oprávněně předpokládat, že kapacity degazačních stanic dolů v současné době provozovaných budou dostačující i po ukončení dobývání a uzavření dolu a přechodu degazační stanice na režim odsávání. Vybavení degazačních stanic je v řadě případů zastaralé, vyžadující stálý dozor s minimální možností automatizace provozu. a jejich provozování v režimu odsávání je ekonomicky náročné. Proto je nutné provádět převybavování odsávacích stanic na moderní jednotky dmychadla, která pracují na suchém principu pracující s výrazně nižšími náklady na provoz s možností automatizace a bezobslužný provoz. Tento trend lze doporučit i do budoucna. Ad D. Vypracovat návrh novely vyhlášky ČBÚ č.52/1997 Sb., kterou se stanoví požadavky k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a bezpečnosti provozu při likvidaci hlavních důlních děl. Na základě poznatků z řešení předmětné etapy byl zpracován návrh novely vyhlášky ČBÚ č. 52/1997 Sb., který je přílohou č. 6 Závěrečné zprávy. Závěr. Řešením předmětné etapy lze konstatovat,že docházelo a dochází k havarijním výstupům metanu na povrch zejména v oblastech, kde likvidace dolu proběhla bez ohledu na zbytkovou plynodajnost uzavíraného dolu tím způsobem, že jámy byly zlikvidovány zasypáním bez možnosti odvádět zbytkovou plynodajnost. V některých případech, kdy vlastnosti pokryvu na ložisku nejsou schopny svými izolačními vlastnostmi zabránit prostupu metanu na povrch, musí být následně přijímána další nezbytná opatření, která by zabránila tomuto stavu (případ stará Orlová). 26