POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ GÓRNICTWA I GEOLOGII Kierunek: Inżynieria Bezpieczeństwa Specjalność: TOBHP Rodzaj studiów: niestacjonarne
Łukasz Łączak
Zagrożenie wyrzutami gazów i skał
Gliwice, styczeń, 2015
Największe zagrożenie zjawiskami gazogeodynamicznymi występowało w polskim górnictwie węgla kamiennego w Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym (zlikwidowane w latach 90-tych ub. wieku kopalnie „Nowa Ruda", ,Victoria", „Thorez", „Wałbrzych" oraz istniejące przed II wojną światową kopalnie „Cezar-Zofia" i „Wacław") - stwierdzano tam wyrzuty węgla + CO2, węgla + CH4, skały płonnej + CO2, oraz wypływy gazu. W Zagłębiu Dolnośląskim wyrzuty gazów i skał stanowiły podstawowe zagrożenie naturalne. Głównym nośnikiem wyrzutu gazów i skał w tym rejonie był CO2.

Należy zaznaczyć, że zjawisko gwałtownego wydzielania CO2, i mieszaniny gazów kopalnianych do wyrobisk górniczych byto znane w kopalniach dolnośląskich już od 1730 r. Wyrzuty metanu i węgla stanowiły tylko margines zagrożenia (od 1894 r. notowano zaledwie 6 wyrzutów metanu i węgla). Mniejsze zagrożenie zjawiskami gazogeodynamicznymi występowało w kopalniach soli (,,Inowrocław" i ,Kłodawa"), gdzie stwierdzano wyrzuty soli kamiennej + CH4 , soli + mieszaniny gazów (CH4, H2S i N) z kopalniami „Pniówek” i „Zofiówka”, gdzie głównym składnikiem gazów w pokładach jest metan. Wymienione powyżej rejony różnią się między sobą zarówno budową geologiczną, rodzajem gazu biorącego udział w zjawisku jak i stopniem zagrożenia zjawiskami gazogeodynamicznymi.

§ 390. 

• Zakłady górnicze eksploatujące złoże (pokłady) zagrożone wyrzutami gazów i skał powinny mieć odpowiednio zorganizowaną i wyposażoną służbę do spraw zwalczania zagrożeń wyrzutami.

• 2. Pracowników zatrudnionych w polach zagrożonych wyrzutami gazów i skał informuje się o aktualnym stanie zagrożenia wyrzutami, objawach zagrożenia oraz zasadach postępowania w przypadku wystąpienia objawów lub faktycznego wyrzutu gazów i skał.

• 3. Szczegółowe zasady prognozowania i wykonywania pomiarów, dla rozpoznania i kontroli stanu zagrożenia wyrzutami gazów i skał, metody zwalczania tego zagrożenia oraz wyznaczania stref odprężonych w złożach (pokładach) określa załącznik nr 5 do rozporządzenia.

Ustalono dwie kategorie zagrożenia wyrzutami metanu i skał pokładów węgla kamiennego lub ich części w zakładach górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego:

• skłonne do występowania wyrzutów metanu i skał,

• zagrożone wyrzutami metanu i skał

Do kategorii skłonnych do występowania wyrzutów metanu i skał zalicza się pokłady węgla kamiennego lub ich części, w których:

• metanonośność wynosi powyżej 8 m³/Mg w przeliczeniu na czystą substancję węglową, a zwięzłość węgla jest mniejsza niż 0,3,  lub

• metanonośność wynosi powyżej 8 m³/Mg w przeliczeniu na czystą substancję węglową, a zwięzłość węgla jest mniejsza niż 0,3,  jeżeli skłonność tych pokładów lub ich części do występowania wyrzutów zostanie stwierdzona na podstawie przeprowadzonych badań, między innymi desorpcji.

Do kategorii zagrożonych wyrzutami metanu i skał zalicza się pokłady węgla kamiennego lub ich części, w których:

• wystąpił wyrzut metanu i skał lub,

• wystąpił nagły wypływ metanu, lub

• stwierdzono występowanie innych objawów wskazujących na wzrost zagrożenia wyrzutami metanu i skał.

§ 398. 1. Oceny stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w ścianach dokonuje się na podstawie wyników pomiarów wykonywanych w przodkach chodników przyścianowych.

• 2. W ścianach, w których wyprzedzenie chodnikami przyścianowymi jest mniejsze niż 30 m, wykonywanie pomiarów dla kontroli stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał przeprowadza się w otworach badawczych, rozmieszczonych co 25 m wzdłuż ściany.

• 3. W razie wystąpienia w ścianie zaburzeń przerywających ciągłość pokładu, niestwierdzonych i niezbadanych wcześniej wyrobiskami przyścianowymi, kontrolę i ocenę stanu zagrożenia wyrzutami metanu i skał w ścianie prowadzi się w dostosowaniu do lokalnych warunków, w zakresie

wyznaczonym przez kierownika ruchu zakładu górniczego.

§ 402. W polach zagrożonych wyrzutami metanu i skał urządzenia metanometrii automatycznej powinny wyłączać urządzenia elektryczne w czasie nie dłuższym niż 15 sekund po przekroczeniu dopuszczalnej zawartości metanu w powietrzu.

§ 403. Pracowników zatrudnionych lub przebywających w wyrobiskach korytarzowych, przewietrzanych z zastosowaniem urządzeń wentylacji odrębnej, drążonych w pokładach zagrożonych wyrzutami metanu i skał lub udostępniających te pokłady, wyposaża się w aparaty regeneracyjne.

§ 404. 1. Przed rozpoczęciem robót górniczych w nowo udostępnianej części złoża lub pokładu opracowuje się regionalną i lokalną prognozę zagrożenia wyrzutami gazów i skał.

• 2. Podczas prowadzenia robót górniczych, w pokładach zagrożonych wyrzutami gazów i skał, opracowuje się prognozę bieżącą zagrożenia wyrzutami gazów i skał.

• 3. Prognoza regionalna zagrożenia wyrzutami gazów i skał zawiera ocenę skłonności pokładów węgla lub skał towarzyszących do wyrzutów, opracowaną na podstawie wyników badań wiertniczo-geologicznych oznaczenia gazonośności i zwięzłości węgla.

• 4. Podczas wykonywania wierceń z powierzchni przeprowadza się badania gazonośności i zwięzłości pokładów węgla oraz analizę rozpadu rdzenia wiertniczego skał płonnych na dyski wypukło-wklęsłe lub łuski.

§ 407. 1. Podczas eksploatacji wiązki pokładów węgla w pierwszej kolejności wybiera się pokład niezagrożony lub najmniej zagrożony wyrzutami gazów i skał.

• 2. W przypadku gdy wszystkie pokłady w wiązce są jednakowo zagrożone wyrzutami, eksploatację rozpoczyna się od pokładu, którego wybranie pozwoli na maksymalne odprężenie pozostałych pokładów.

§ 408. 1. Eksploatację pokładów węgla zagrożonych wyrzutami gazów i skał prowadzi się systemem ścianowym.

• 2. Front ścianowy powinien być prostolinijny.

• 3. Służba mierniczo-geologiczna przeprowadza kontrolę prostolinijności ścian nie rzadziej niż co 30 m postępu, a wyniki kontroli przekazuje kierownikowi działu robót górniczych.

§ 411. 1. W pokładach zagrożonych wyrzutami gazów i skał wiercenie otworów w węglu wykonuje się wiertarkami obrotowymi.

• 2. Wiercenie otworów, o których mowa w ust. 1, w razie stwierdzenia wydmuchu zwiercin i gazu, natychmiast przerywa się; otworów tych nie pogłębia się.

• 3. W przodkach kamienno-węglowych dopuszcza się wiercenie wiertarkami udarowymi w kamieniu, gdy:

• 1) pomiary nie wykazują przekroczeń wielkości wskaźników, o których mowa w § 405 ust. 2,

• 2) calizna węglowa wyprzedza caliznę kamienną co najmniej o jeden zabiór.

§ 418. 1. Pracowników przebywających w wyrobiskach w zakładzie górniczym eksploatującym pokłady węgla zagrożone wyrzutami gazów i skał wyposaża się w aparaty regeneracyjne lub powietrzne.

• 2. W przodkach wyrobisk, w pokładach zaliczonych do II kategorii zagrożenia wyrzutami gazów i skał pracowników wykonujących roboty określone przez kierownika ruchu zakładu górniczego wyposaża się dodatkowo w aparaty powietrzne natychmiastowego użycia.

• 3. W wyrobiskach górniczych wymienionych w ust. 1 utrzymuje się stacje aparatów oddechowych, podłączonych do rurociągów sprężonego powietrza, lub stacje aparatów regeneracyjnych albo powietrznych.

§ 420. 1. W wyrobiskach, w pokładach zagrożonych wyrzutami gazów i skał stosuje się automatyczny pomiar zawartości metanu lub dwutlenku węgla, połączony z automatyczną sygnalizacją alarmową, ostrzegającą załogę o przekroczeniu dopuszczalnych zawartości tych gazów w powietrzu.

2. Czujniki do pomiaru dwutlenku węgla zabudowuje się w:

• 1) drążonych wyrobiskach korytarzowych oraz głębionych szybach bezpośrednio w przodku,

• 2) wyrobisku przyścianowym z prądem powietrza wypływającym ze ściany — na odcinku do 10 m od ściany.

§ 421. Przodowi, strzałowi, metaniarze oraz osoby dozoru ruchu kontrolują zawartość dwutlenku węgla w pokładach zagrożonych wyrzutami gazów i skał, w sposób ustalony przez kierownika ruchu zakładu górniczego.