Gospodarcze wykorzystanie metanu z pokładów węgla w warunkach polskich

Zagrożenie wybuchami metanu związane jest z górnictwem podziemnym węgla kamiennego, brunatnego i soli od zarania pozyskiwania tych minerałów dla potrzeb ludzkości. Mimo rozwoju technologicznego w ostatnim stuleciu metan jest nadal przyczyną wybuchówi związanych z tym katastrof w kopalniach podziemnych na całym świecie. Jednym z bardzo skutecznych sposobów walki z tym zagrożeniem jest odmetanowanie górotworu. Technologia ta, poza stworzeniem bezpiecznych warunków pracy, pozwala pozyskiwać znaczne ilości mieszaniny metanu z powietrzem. Taki gaz, przy odpowiednim stężeniu metanu, można z powodzeniem wykorzystać do celów energetycznych. Należy jednak zaznaczyć, że głównym celem odmetanowania jest uzyskanie bezpiecznych warunków eksploatacji pokładów węgla o wysokim nasyceniu metanem oraz umożliwienie stosowania wysokowydajnych technologii wydobywania węgla ze ścian w pokładach o najwyższym stopniu zagrożenia - w IV kategorii zagrożenia metanowego. W bardzo wielu przypadkach system przewietrzania jest niewydolny do zmniejszenia stężenia metanu do wartości wymaganych przepisami. Uzyskiwany gaz kopalniany jest również źródłem możliwości obniżenia kosztu pozyskiwanego węgla. Przez wykorzystanie tego gazu w spalaniu kogeneracyjnym uzyskuje się energię elektryczną dla potrzeb własnych kopalni, zmniejszając równocześnie ilość energii kupowanej z sieci. Ciepło uzyskane w tym procesie wykorzystuje się do ogrzewania budynków oraz w suszarniach urobku w zakładach przeróbczych. Biorąc pod uwagę fakt, że w polskich kopalniach węgla kamiennego tylko około 30% metanu, który uwalnia się z węgla podczas robót górniczych ujmowane jest systemami odmetanowania a pozostała jego część wydmuchiwana jest szybami wentylacyjnymi - istnieje ogromny potencjał do zagospodarowania. Pomimo niskich koncentracji metanu w powietrzu wentylacyjnym są już na świecie technologie, które na skalę przemysłową mogą wychwytywać i utylizować metan z powietrza wentylacyjnego szybów kopalń (VAM). Kilka kwestii technicznych nadal może być udoskonalonych ale pracujące w kopalniach instalacje potwierdzają efektywne wykorzystanie metanu zawartego w powietrzu wentylacyjnym szybów do produkcji energii elektrycznej i ciepła.

Methane explosions hazards are incessantly connected with hard coal, lignite and salt mining almost from the beginning of their exploitation. Despite of technological development, in the last century methane is still the main reason of the explosions and catastrophes in the underground coal mines all over the world. One of the effective methods fighting with this hazard is underground drainage of the rock mass. Apart from providing safety work conditions, this technology enables to capture significant amount of methane mixed with the air. Such a gas, with proper methane concentration can be effectively used for energy production. It must be emphasized however, that the main purpose of the drainage is to create safe conditions for the exploitation of coal highly saturated with methane and enabling to utilize highly efficient coal extraction technologies in the longwalls located in the deposits with the highest methane hazard category - i.e. 4th methane hazard category. In many cases the ventilation system is not capable to decrease methane content in the ventilation air down to the safety value specified by the regulations. Recovered CMM can be also recognized as a source of revenue, which can decrease cost of exploitation the coal. Its utilization in the cogeneration process can produce electricity to cover own demands of the coal mine, decreasing at the same time its purchase from the grid. Thermal energy produced in the process can be used to heat the buildings and to dry the fine coal in the coal washing plants. Considering the fact, that in Polish hard coal mines only about 30% of methane released during mining operations is being captured by the drainage systems and its remaining part is vented to the atmosphere via the ventilation shafts - there is enormous potential to be utilized. Despite of low concentration of methane in the ventilation air there are already in the world technologies, which are capable to capture and utilize methane from the ventilation air of the shafts (VAM) on the industrial scale. A few technical details could be still improved but already operating installations in the coal mines prove effective utilization of methane contained in the ventilation air of the shafts for the purposes of production electrical energy and heat.