8107621125

AGH-BUSINESS

8 PATENTY

Wywiad z prof. dr. hab. inż. Piotrem Czają na temat najnowszego patentu pt. „Układ wyrobisk w kopalni głębinowej węgla kamiennego i sposób eksploatacji w kopalni głębinowej węgla kamiennego dla wybierania pokładów zalegających na dużych głębokościach poniżej najniższego poziomu wydobywczego"

AGH 2B: Czego dotyczy Pana ostatni patent?

Prof. Czaja: Patent dotyczy hybrydowej, tzw. wiertniczo--szybowej metody zgazowania węgla kamiennego. Patent powstał w wyniku prac prowadzonych w ramach dużego projektu strategicznego pt. „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej". Celem projektu jest próba opracowania technologii konkurencyjnej do klasycznych metod eksploatacji lub opracowanie technologii uzupełniających pozyskiwanie surowców energetycznych przez zgazowanie pokładów węgla. Projekt trwa od 3 lat, a oprócz AGH, biorą w nim udział Główny Instytut Górnictwa, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla oraz Politechnika Śląska. AGH zajmuje się oceną bazy zasobowej, ICHPW - zgazowaniem naziemnym, powierzchniowych, a GIG -zgazowaniem podziemnym.

Dotychczas znane są dwie metody zgazowania podziemnego. Pierwsza - w systemie wiertniczym, polegająca na wierceniu otworów z powierzchni do podkładu węgla kamiennego. Otwory mogą być albo pionowe, albo pochyłe, później zakrzywione - kierunkowe (lateralne), a media zga-zowujące podaje się poprzez rurociągi iniekcyjne. Eksperci zajmujący się tą metodą twierdzą, że istnieje możliwość wiercenia do 1500 m w głąb ziemi. Niestety eksploatacja złóż położonych poniżej 1000 m wymaga wykonania wielu głębokich otworów, co wiąże się z olbrzymimi kosztami. Druga metoda - szybowa - polega na wykorzystaniu istniejącej już struktury wyrobisk podziemnych kopalni węgla kamiennego. W takim przypadku mamy dostęp do złoża z wyrobisk chodnikowych, co umożliwia zbudowanie infrastruktury, która będzie przydatna do zgazowania węgla. Niestety metoda generuje wiele problemów prawnych, jak również związanych z bezpieczeństwem. Wynika to między innymi z faktu, że zgazowanie węgla polega na kontrolowanym, co prawda, ale podpaleniu złoża, a podpalenie oznacza pożar, czyli stan zagrożenia który w kopalni zwalczamy a nie świadomie wywołujemy. Do tej pory nie pokazano żadnej systemowej struktury wyrobisk podziemnych, które stanowiłyby model kopalni podziemnej wydobywającej węgiel poprzez zgazowanie. I tutaj otwiera się dla nas pole do działania. Próbujemy odpowiedzieć na pytanie, jakie są szanse wykorzystania tej drugiej metody.

Proponujemy, umownie przez nas nazwaną metodę hybrydową, która polega na połączeniu dwóch wspomnianych metod wiertniczej i szybowej.

Drugie oblicze metody hybrydowej to połączenie procesu odmetanowania złoża z jego późniejszą eksploatacją poprzez zgazowanie. Cała operacja miałaby polegać na tym, że z istniejącej struktury wyrobisk kopalni, w której złoża zostały wyczerpane przykładowo do poziomu 1000 m, złoża zalegające głębiej byłyby sukcesywnie eksploatowane poprzez zgazowanie metodą wiertniczą, ale prowadzone z ww. poziomu technologicznego. Oszczędza się przy tym, dla każdego georektora, wiercenia dwóch otworów pionowych o głębokości co najmniej 1000 m. Podsumowując złoże węgla udostępnione jest strukturą szybową, a jego eksploatacja odbywa się za pomocą zgazowania prowadzonego metodą wiertniczą. Oczywiście, aby taka eksploatacja była możliwa trzeba zbudować na przykładowym poziomie 1000 m specjalny, nietypowy, a więc inny, niż w normalnym górnictwie układ wyrobisk, stanowiący podziemną kopalnię gazu syntezowego. I to głównie jest przedmiotem patentu. Takiej kopalni jeszcze na świecie nie ma.

AGH 2B: Skąd wziął się pomysł?

Prof. Czaja: Duże zasoby węgla kamiennego, zalegającego na głębokościach większych od 1000 m, nie są łatwe do wydobycia metodami klasycznymi. Wiąże się to głównie z intensyfikacją zagrożeń naturalnych i niekonkuren-cyjnością ceny tak pozyskanego surowca energetycznego. W Polsce jest wiele zasobów węgla kamiennego, które są na tak dużych głębokościach. Eksploatacja metodą klasyczną poniżej 1000 m jest bardzo trudna. W polskich kopalniach występują wszystkie zagrożenia naturalne, tj. zagrożenie klimatyczne, metanowe, tąpaniami, pożarami, pyłowe oraz wodne. W większości przypadków zagrożenia te występują jednocześnie, a wtedy mówimy o zagrożeniach skojarzonych. Zagrożenie klimatyczne wiąże się z tym, że poniżej 1000 m temperatura powietrza wentylacyjnego bardzo szybko przekracza dopuszczalny poziom 28 stopni C, a nie tak rzadko, osiąga poziom 35 stopni C. Obowiązuje wtedy skrócony czas pracy, tj. do sześciu godzin, liczony wraz ze zjazdem pod ziemię i wyjazdem na powierzchnię, co bardzo podnosi koszty eksploatacji. Wraz ze wzrostem głębo-