ČVUT v Praze, Fakulta stavební, katedra geotechniky Podzemní zásobník plynu Příbram Háje (07/2018 20 let provozu) prof. Ing. Jiří Barták, DrSc.
Základní údaje o skladovaném mediu Zemní plyn NG (Natural Gas) je přírodní hořlavý plyn využívaný jako významné plynné fosilní palivo. Jeho hlavní složkou je methan. Zemní plyn se těží z porézních sedimentárních hornin uzavřených ve strukturních pastech podobně jako ropa. Nachází se buď samostatně, společně s ropou nebo černým uhlím. Schema strukturní pasti
Zemní plyn obsahuje především methan, má proto v porovnání s ostatními fosilními palivy při spalování nejmenší podíl CO 2 na jednotku uvolněné energie. Je proto považován za ekologické palivo. Ve vozidlech se využívá ve stlačené podobě (CNG - Compressed Natural Gas ), nebo ve zkapalněné podobě (LNG - Liquified Natural Gas ). Zkapalněný ropný plyn LPG (Liquified Petroleum Gas) neboli je směs uhlovodíkových plynů používaná jako palivo do spalovacích spotřebičů a vozidel. Jde o novodobější označení pro směs topného plynu, známou jako propan-butan. Svítiplyn je technický plyn, tvořený směsí vodíku, oxidu uhelnatého, metanu, a dalších plynů (dusík, oxid uhličitý), používaný do nedávna ke svícení i k výrobě tepla. Jeho jedovaté působení je způsobeno především obsahem kysličníku uhelnatého. (Pozor: koncentrace přes 10% kysličníku uhličitého ve vzduchu je též smrtelně nebezpečná (uzavřené prostory silážních jam, septiků, kanalizací a pod.)!
Struktura nákupu/těžby zemního plynu v ČR 1985 1990 1995 ČSSR ČSR ČR SSSR SSSR Rusko Ostatní ČR Norsko Ostatní ČR Norsko Rusko Rusko 1998 2010
Současná struktura nákupu/těžby zemního plynu (rok 2018) RUSKO 55% NĚMECKO 25 % (ruský plyn obchodovaný na německé burze?!) NORSKO 15 % ČESKÁ REPUBLIKA 1 % OSTATNÍ 4%
Energetická závislost ČR Energetická závislost evropských zemí
Bilance spotřeby plynu během roku
Bilance spotřeby a ukládání plynu během roku
Zásobníky plynu společnosti RWE Gas Storage v ČR PZP Háje kavernový zásobník ve skalním masivu PZP Lobodice zásobník typu aquifer (struktura byla vyplněna vodou) PZP Dunajovice, Tvrdonice, Štramberk, Třanovice plynová ložiska v porézních horninách
Pohled na povrchové objekty PZP Příbram Háje
Podzemní zásobník plynu Příbram - Háje Vnitřní zařízení povrchového objektu Vnější zařízení povrchového objektu
Podzemní zásobník plynu Příbram - Háje 45 km štol v hloubce 950 m na ploše 1,5 km. 2 Plocha příčného řezu zásobníkových štol 10 až 12 m. Spád chodeb je 5 %o, voda čerpána na povrch. Objem vyrubaného podzemního prostoru 620.000 m 3. Povrch propojuje s podzemím 7 vrtů 1 odvodňovací, 1 do mezizátkového prostoru, 5 vtlačovacích (plnících). Kapacita při provozním tlaku 9,5 MPa 55 mil m 3 plynu; při 12,5 MPa zvýšení na 72 mil. m 3. 3 Denní výkon 6 mil. m plynu, zvýšení na 9 mil. m 3. Cena v cenové hladině r. 1999 činila 3,25 mld. Kč. 2
Schema podzemního zásobníku plynu Příbram - Háje
Zdvojené páteřní štoly PZP Příbram - Háje Půdorys zásobníkových štol se spojovacími chodbami do těžní jámy č.16 uranových dolů
Jáma č. 16 hloubka 1838 m V 90. letech nejhlubší jáma ve střední Evropě. Těžební šachta při ražbě PZP Příbram - Háje Deponie rubaniny z těžby šachty a podzemních prostor zásobníku
Geologie masivu v prostoru PZP Rozsáhlá průzkumná a těžební činnost v uranovém revíru přinesla řadu cenných poznatků z hlediska chování horninového masivu při ražbě ve velkých hloubkách. Masiv tvoří středočeský žulový pluton tvořený velmi pevnými horninami (120 až 200 MPa) granity, granodiority a gabrodiority. Tektonické porušení je velmi sporadické, často setřené následnou silifikací. Masiv je nepropustný (k = 10-10 -12 až 10 m/s) i plynotěsný.
Tvary štol podzemního zásobníku Běžné příčné profily štol Štola s odprysky Nepravidelné příčné profily štol
Zásobníková chodba
Zásobníkové chodby
Spojovací štola mezi šachtou č. 16 a PZP
Chodba s vtlačovacím vrtem
Statické posouzení zásobníkových štol metodou konečných prvků (MKP)
Stupně dlouhodobé stability SF (Safety factor) u zásobníkových štol různého tvaru
Soustava zásobníkových zátek od Jáma č. 16 Mezizátkový vrt Zásobník
Základní schema zátky
Výlom pro zátku Vrtné schema pro 1. etapu Vrtné schema pro 2. etapu Vrtné schema pro 3. etapu
Zkušební zátky Ve zvlášť provedených výlomech byly provedeny postupně dvě zkušební zátky. Jejich účelem bylo prověřit: Postup výlomu pro zátky, vrtné schema, použité trhaviny; navržené složení drátkobetonu; technologii nástřiku drátkobetonu; kvalitu hotového drátkobetonu; vodonepropustnost drátkobetonu.
Zkušební zátky 1. zkušební zátka, která byla prováděna dostupnými tuzemskými mechanismy na stříkání betonu, vykázala při kvalitativních zkouškách nevyhovující parametry; Neprodleně byly zakoupeny moderní zahraniční mechanismy na stříkání betonu; 2. zkušební zátka vykázala při kvalitativních zkouškách vyhovující parametry;
Zkušební zátky Odvrty ze zkušební zátky Stroj na stříkání drátkobetonu Aliva (CH) Betonárka a čerpadlo na beton Meyco Supreme
Koncové pancíře do prostoru zásobníku Zátka 1 A Definitivní uzavření koncového pancíře zátky 1 B
Pancíř zátky 1 A se jmény účastníků výstavby
Čistění výlomu Vysávání prachu a úlomků horniny z líce výrubu před stříkáním drátkobetonu
Etapy provádění stříkaného drátkobetonu 4 3 2b 2a 1
Stříkání drátkobetonových zátek 1. etapa nástřiku Měření teploty drátkobetonu při tvrdnutí
Časový průběh deformace drátkobetonu tlakové zátky 1B
Typy injektáže zátek K šachtě č. 16 K zásobníku
Vrty vodní clony
Průsaky Zkoušky těsnosti zátek (maximální tlak 10 MPa) Tlak vody Tlak v mezizátkovém prostoru Průsaky zátkou B2 Průsaky zátkou A2