Książka z serii "Rozprawy Monografie" nr 379.
Monografia dotyczy zagrożenia geogazodynamicznego polegającego na zwiększonym wydzielaniu metanu do wyrobisk korytarzowych drążonych w pokładach węgla kamiennego nasyconych metanem po zaistniałych wstrząsach górotworu. Zwiększająca się średnia głębokość eksploatacji w podziemnych kopalniach węgla kamiennego skutkuje wzrostem poziomu części z występujących zagrożeń naturalnych, w tym przede wszystkim zagrożenia klimatycznego, metanowego, wyrzutami gazów i skał oraz tąpaniami, będącego następstwem wstrząsów górotworu. W aspekcie podjętej tematyki prowadzenie robót górniczych na coraz większych głębokościach skutkuje wzrostem nasycenia pokładów metanem, zmianami własności sorpcyjnych węgla, zmniejszeniem przepuszczalności węgla, a także zwiększeniem stanu naprężeń w górotworze, co wzmacnia prawdopodobieństwo występowania zjawisk o charakterze dynamicznym. Głównym celem opracowania jest ocena wpływu energii wstrząsu oraz jego lokalizacji względem wyrobiska na zwiększenie się wydzielania metanu do wyrobisk chodnikowych drążonych w pokładach węgla kamiennego nasyconych metanem. Praca zawiera także analizę wpływu zmienności parametrów fizykochemicznych węgla oraz wybranych wskaźników stosowanych aktualnie do oceny stanu zagrożenia metanowego, jak również zagrożenia wyrzutami gazów i skał na zwiększone wydzielanie metanu do atmosfery drążonego wyrobiska po wstrząsach. W rejonach zagrożonych zjawiskami geogazodynamicznymi przeprowadzono badania i analizy własności sorpcyjnych węgla pod kątem ich przydatności w ocenie tych zjawisk.
- Contents
-
Streszczenie 7
Summary 10
1. Wprowadzenie 13
1.1. Wstęp 13
1.2. Cel i zakres pracy 15
2. Uwarunkowania występowania zjawisk geogazodynamicznych w kopalniach węgla kamiennego 17
2.1. Systematyka zjawisk geogazodynamicznych 17
2.2. Opis wybranych przypadków wystąpienia zjawisk geogazodynamicznych w polskich kopalniach węgla kamiennego 22
2.3. Rozpoznawanie zagrożeń naturalnych związanych z występowaniem zjawisk geogazodynamiczych 29
2.4. Sorpcja metanu na węglu i ruch gazu w strukturze porowatej 34
2.5. Występowanie wstrząsów górotworu i ich wpływ na górotwór wokół wyrobiska 43
3. Zagrożenie metanowe w kopalniach południowo-zachodniej części GZW 51
4. Analiza zjawisk geogazodynamicznych w Obszarze Górniczym „Jastrzębie Górne I” (pokł. 409/4, partia H) 58
4.1. Charakterystyka warunków górniczo-geologicznych 58
4.2. Charakterystyka zagrożeń naturalnych 61
4.3. Przewietrzanie i zabezpieczenie gazometryczne wyrobisk w analizowanym rejonie 68
4.4. Wpływ wstrząsów na zwiększone wydzielanie metanu do Chodnika podścianowego H-4 70
4.4.1. Analiza stężeń metanu po wstrząsach 70
4.4.2. Charakterystyka modelu regresji GAM 80
4.4.3. Wyniki analizy statystycznej 83
4.5. Wnioski 95
5. Analiza zjawisk geogazodynamicznych w Obszarze Górniczym „Jastrzębie Górne I” (pokł. 412łg+łd i 412łg, partia D) 97
5.1. Charakterystyka warunków górniczo-geologicznych 97
5.2. Charakterystyka zagrożeń naturalnych 99
5.3. Przewietrzanie i zabezpieczenie gazometryczne wyrobisk w analizowanym rejonie 110
5.4. Wpływ wstrząsów na zwiększone wydzielanie metanu do chodnika nadścianowego D-4a 112
5.4.1. Analiza stężeń metanu po wstrząsach 112
5.4.2. Charakterystyka modelu regresji GAM 124
5.4.3. Wyniki analizy statystycznej
5.5. Wnioski 149
6. Badania właściwości sorpcyjnych węgla pod kątem przydatności w ocenie zjawisk geogazodynamicznych 150
6.1. Wprowadzenie 150
6.2. Właściwości sorpcyjne w kopalniach południowo-zachodniej części GZW 151
6.3. Badania właściwości sorpcyjnych węgla w pokładach 412łg+łd i 412łg 153
6.3.1. Pobór próbek węgla i zakres badań 153
6.3.2. Charakterystyka stanowiska do badań grawimetrycznych 154
6.3.3. Metodyka prowadzenia badań sorpcyjnych 156
6.3.4. Analiza i dyskusja wyników 159
6.4. Wnioski 171
7. Podsumowanie 173
Bibliografia 177
