ЦЕНТР ПО БОРЬБЕ С ГАЗОВОЙ ОПАСНОСТЬЮ
ул. Podleska 72, 43-190 Mikołów, Польша
Руководитель Центра
докт. инж. Крыстян Вежбиньски
e-mail: kwierzbinski@gig.eu
телефон: (+48) 32 3246 510
Лаборатория анализа газов
Руководитель
магистр инж. Марцин Карбовник
e-mail: mkarbownik@gig.eu
телефон: (+48) 32 3246 503
Лаборатория по экспертизам и подземным испытаниям
Руководитель
докт. инж.Хернык Коптонь
e-mail: hkopton@gig.eu
телефон: (+48) 32 3246 508
Лаборатория по борьбе с выбросами газов и пород
Руководитель
докт. инж. Крыстян Вежбиньски
e-mail: kwierzbinski@gig.eu
телефон: (+48) 32 3246 510
Область деятельности Центра:
Область касающаяся опасности по метану и выбросоопасности
- Испытания газоносности, в том определение метаноносности угольных пластов.
- Разработка прогнозов метановыделения в очистные, подготовительные и вскрывающие выработки.
- Заключения касающиеся классификации угольных пластов или их частей, а также метановых полей к соответствующим категориям опасности по метану, а также выбросам газов и пород.
- Классификация горных выработок (помещений) к соответствующим степеням опасности взрыва метана.
- Oценка формирования опасности по метану для разрабатываемых лав с учетом вентиляционно-метановых условий, а также области применяемой профилактики в том дегазации.
- Разработка технологий извлечения метана из угольных месторождений, а также его утилизации.
- Проектирование систем дегазации в шахтах, а также траектории направленных скважин.
- Испытание опасности выброса метана и пород из угольных месторождений или их частей в аспекте классификации и определения границ причисления в соответствующей категории выбросоопасности, а также борьбы с этой опасностью.
- Экспертизы касающиеся способа дегазации разрабатываемых участков.
- Проектирование систем обособленной вентиляции для проводимых выработок большой протяженности в метановых пластах.
- Комплексная оценка опасности по метану, а также опасности эндогенных пожаров в проектируемых добычных районах.
- Цифровые расчеты вместе с анализом вентиляционных сетей проектируемых добычных районов в условиях существования опасностей: по метану, а также эндогенных пожаров.
- Цифровые расчеты, а также проектирование разработки для добычных районов ниже горизонтов вскрытия.
- Испытания и оценки газоопасности для очередных этапов выключения из горных работ выработок, участков, горизонтов, стволов закрываемой шахты.
- Вариантный анализ упрощения модели вентиляционной сети закрываемой метановой шахты.
- Разработка технологии изолирования выработок в закрываемой метановой шахте.
- Составление баланса аккумуляции свободного метана в выработках закрытой шахты в принятом традиционно диапазоне времени в связи с гидрогеологией, тектоникой, а также обусловленностями связанными с соседними шахтами.
- Прогноз возможности появления газовой опасности на поверхности в горном поле закрываемой метановой шахты.
- Испытания кинетики и интенсивности притока шахтных газов в приповерхностную зону на территории горного поля закрытой метановой шахты.
- Разработки методов активной борьбы с газовой опасностью в приповерхностных зонах на территориях оставшихся после горных работ закрытых шахт.
- Прогнозирование улавливания метана из подземных скважин (CBM), поверхностных в ненарушенные пласты, т.е. вне расстояния разработки (CBM) опираясь на результаты цифрового моделирования в программе Petrel, Eclipse, AnSys CFX.
Сфера деятельности центра в области опасности по климату
- Разработка прогнозов состояния климатической опасности для проектируемых выработок проветриваемых вентиляционным трубопроводом.
- Разработка прогнозов состояния климатической опасности для проектируемых выработок проветриваемых циркуляционно.
- Разработка концептуальных проектов групповой климатизации.
- Составление заключений экспертов по работе горного предприятия в группе XX (климатическая опасность) касающихся профилактики обеспечивающей поддержание надлежащей заменяющей температуры климата в выработках проводимых в горном массиве, первичная температура которого выше 40oC.
- Подготовка карт прогнозируемого пробега изолинии первичной температуры пород для пластов или разрабатываемых горизонтов.
- Проведение измерений и анализов эффективности действия горных охлаждающих устройств опираясь на измерения „in situ”.
- Проведение измерений первичной температуры пород опираясь на стандарт PN-G-04038 от марта 1998 г.
Полномочия:
Центр по борьбе с газовой опасностью Опытной шахты «Барбара» в г. Миколув – Главного института горного дела в Катовицах обладает полномочиями эксперта в группе:
- XV (опасность по метану и пыли) в области:
- проведения испытаний и выдачи заключений для целей связанных с причислением пласта, месторождения или их частей к соответствующей категории опасности по метану в подземных горных предприятиях (§ 11 п. 4 распоряжения Министра естественной среды от дня 29 января 2013 г. в деле естественных опасностей в горных предприятиях; Вестник законов от 2015 г. поз. 1702, с поздней. изм., называемого в дальнейшем «распоряжением опас.»),
- выдачи заключений технических проектов, о которых речь в § 38 распоряжения Министра энергии от дня 23 ноября 2016 г. в деле подробных требований касающихся проведения работ подземных горных предприятий; Вестник законов от 2017 г. поз. 1118, называемого в дальнейшем «распоряжением по безопасности и гигиене труда» для районов вентиляции лав, в которых прогноз абсолютной метаноносности предвидит превышение 40 м3/мин. (§ 244 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- проведения испытаний состояния опасности по метану в случае отмечения в участках не опасных по метану, в пробах воздуха взятых для лабораторного анализа, концентрации метана в воздyхе составляющей 0,5% или больше либо в горных предприятиях добывающих каменный уголь в угольном пласте метаноносности выше чем 0,1 м3/Mг в пересчете на чистое угольное вещество (§ 272 п. 3 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- проведения испытаний для определения метаноносности угольных пластов (§ 277 абзац 2 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- разработки прогнозов абсолютной метаноносности очистных выработок и выработок большой протяженности в необследованных частях месторождения (§ 283 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- выдачи заключений технических проектов, о которых речь в § 38 распоряжения по безопасности и гигиене труда, касающихся разработки угольных пластов причисленных к II - IV категории опасности по метану в приграничных районах горного предприятия без оставления барьерного целика (§ 284 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- разработки принципов проведения лав в условиях опасности по метану, для применения вспомогательных вентиляционных устройств (§ 298 п. 4 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- обозначения содержания метана естественного происхождения в угле (метаноносности) прямым методом (п. 2.1.1. приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда),
- проведения дополнительных испытаний, если содержание метана в угле определенное десорбометрическим методом показывает выразительный рост метаноносности пласта (п. 2.1.3. приложения № 3 к распоржению по безопасности и гигиене труда),
- проведения испытаний и определения метана естественного происхождения в угле в случае, когда содержание метана или других горючих газов в исследуемой скважине превысит 1% (п. 2.1.5. приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда),
- проведения испытаний метаноносности пласта в случае отмечения в пробах газа взятого из разведочных скважин содержания метана или суммы горючих газов в объеме 1% или выше в пласте считаемым до сих пор неметановым (п. 2.3.12. приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда),
- XVI (пожароопасность) в области:
- выдачи заключений относительно принципов ведения выработкой по падению в случае, когла среднее падение выработки или вентиляционного соединения составляет выше чем 10o
- проведения приемных испытаний стационарных камер заполнения топливом баков машин, камер топлив и камер средств трения, которые оснащают стационарной автоматически запускаемой системой пожаротушения (§ 488 абзац 2 распоряжения Министра энергии от дня 23 ноября 2016 г. в деле подробных требований касающихся проведения работ подземных горных предприятий; Вестник законов от 2017 г. поз. 1118, называемого в дальнейшем «распоряжением по безопасности и гигиене труда»,
- разработки инструкции определяющей температуру и массу нагретого угля, о которых речь в п. 7.17.2 и 7.17.3 приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда (( п. 7.17.4. приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда),
- XVIII (опасность по выбросам газов и пород) в области:
- проведения испытаний и выдачи заключений для целей связанных с причислением пласта, месторождения или их частей к соответствующей категории опасности по выбросам газов и пород в подземных горных предприятиях (§ 16 п. 5 распоряжения опас.),
- определение критериев оценки состояния опасности по выбросам газов и пород на основании сорбционных свойств и содержания летучих в угле (§ 380 абзац 3 распоряжения по безопасности и гигиене труда)
- разработки прогнозов выбросоопасности для ново вскрываемой части месторождения в горных предприятиях разрабатывающих угольные пласты опасные по выбросам газов и пород, где отмеченная метаноносность составляет не менее чем 4,5 м3CH4/Мг в пересчете на чистое угольное вещество (§ 397 абзац 3 распоряжения по безопасности и гигиене труда),
- выдачи заключений приложений к директивам проведения обследования газовой опасности и потенциальных газогеодинамических явлений, а также проведения горных работ в условиях возможности существования этих опасностей в горных предприятиях добывающих медные руды, которыми должен обладать предпринаматель для обследования и контроля состояния опасности выброса газов и пород, а также безопасного проведения горных работ (п. 3.5.1. приложения № 3 к распоряжению по безопасности и гигиене труда)
- XX (климатическая опасность) в области:
- выдачи заключений профилактики обеспечивающей поддержание надлежащей заменяющей температуры климата в выработках проводимых в горном массиве, первичная температура которого выше 40oC, согласно § 445 абзац 2 Распоряжения Министра энергии от дня 23 ноября 2016 г. в деле подробных требований касающихся проведения работ подземных горных предприятий
- Определение метаноносности прямым методом.
Стенд дегазации проб угля с аппаратом MOD-2
- Испытания методом United States Bureau of Mines (USBM):
- определение объема теряемого газа,
- десорбирующего,
- остаточного,
- метаноносности.
Стенд для тестов десорбции (USBM)
- Определение физико-химических параметров твердых топлив:
- содержание золы (A),
- внешняя влага (Wex),
- гигроскопическая влага (Wh),
- влага в аналитической пробе (Wa),
- общая влага (Wc),
- содержание летучих (Vdaf),
- действительная плотность методом гелиевой пикнометрии (dr). - Определение показателя связности пород по шкале Протодьяконова (fz).
- Определение физико-химических параметров:
- золы (A),
- внешней влаги (Wex),
- влаги в аналитической пробе (Wa),
- летучих (Vdaf),
- плотности (dr).
- Испытание десорбции метана из угля в условиях изменяющейся величины гидростатического напора.
Стенд для испытаний десорбции в условиях изменяющейся
величины гидростатического напора
- Определение показателя связности пород (fz)
- Хроматографический анализ шахтного воздуха: O2, N2, H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4
- Хроматографический анализ газов: O2, N2, H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C2H2, C3H8, C3H6, C4H10,
- Детектирование опасных концентраций горючих и токсических газов: O2, CO2, CO, CH4, H2S, SO2, NO2, NO.
- Определение сорбционных параметров:
- эффективного коэффициента диффузии (De),
- сорбционной емкости (a),
- сорбционной емкости в пересчете на чистое угольное вещество (acsw),
- времени полуспада сорбции (t0,5),
- Определение изотерм сорбции на основании модели изотермы Ленгмюра.
Испытания изменений сорбции и десорбции метана на
гравиметрической системе IGA-001 для определения сорбционных параметров угля
- испытания газоносности, в том определения метаноносности угольных пластов,
- моделирования и анализы распределения метаноносности в угольных пластах,
Примеры моделирования распределения метаноносности
в угольном пласте, в сотрудничестве с Центром по геологии и геофизике (PETREL)
- разработка прогнозов метановыделения в очистные, подготовительные и вскрывающие выработки,
- заключения касающиеся классификации угольных пластов или их частей, а также метановых участков к соответствующим категориям опасности по метану, в также опасности выброса газов и пород,
- классификация горных выработок (помещений) к соответствующим степеням опасности взрыва метана,
- оценка формирования опасности по метану для разрабатываемых лав с учетом вентиляционно-метановых условий, а также области применяемой профилактики, в том дегазации,
- разработка технологии извлечения метана из месторождений угля, а также его утилизации,
- испытание опасности взрыва метана и пород в угольных пластах или их частях в аспекте классификации и определения границ причисления к соответствующей категории выбросоопасности, а также борьбы с этой опасностью,
- экспертизы касающиеся способа дегазации разрабатываемых районов,
- проектирование систем обособленной вентиляции для проводимых выработок большой протяженности в метановых пластах,
- комплексная оценка состояния опасности по метану, а также опасности эндогенных пожаров в проектируемывх разрабатываемых районах,
- фотографирование потенциальных вентиляционных сетей шахты,
- компьютерная характеристика вентиляционной сети шахт в программе Ventgraph,
Пространственная схема вентиляционной сети шахты „S” в программе Ventgraph
- цифровые расчеты (3D) прогнозируемого распределения воздуха в подземных выработках, а также концентраций метана и пыли в воздухе подаваемым вентилятором,
Прогноз распределения концентраций метана на выходе из лавы (система U),
в котором применена вентиляционная перегородка (опираясь на расчеты CFD в программе AnSys CFX)
Прогноз распределения концентраций метана на выходе из лавы (система U),
в котором не применено вспомогательных вентиляционных устройств (расчеты CFD, программа AnSys CFX)
Прогноз распределения концентраций метана на выходе из лавы (система U),
в котором применено вспомогательный вентиляционный трубопровод (опираясь на расчеты CFD в программе AnSys CFX)
Прогноз распределения зоны метана концентрацией 3% v/v,
в углубляемом регулирующем бункере с использованием
штрекопроходческого комбайна (опираясь на расчеты CFD в программе AnSys CFX
- цифровые расчеты вместе с анализом вентиляционных сетей проектируемых добычных районов в условиях существования опасностей: по метану, а также эндогенных пожаров,
- цифровые расчеты, а также проектирование разработки для добычных районов ниже горизонтов вскрытия,
- испытания и оценки газоопасности для очередных этапов выключения из горных работ выработок, участков, горизонтов, стволов закрываемой шахты,
- вариантный анализ упрощения модели вентиляционной сети закрываемой метановой шахты,
- разработка технологии изолирования выработок в закрываемой метановой шахте,
- составление баланса аккумуляции свободного метана в выработках закрытой шахты в принятом традиционно диапазоне времени в связи с гидрогеологией, тектоникой, а также обусловленностями связанными с соседними шахтами,
- прогноз возможности появления газовой опасности на поверхности в горном поле закрываемой метановой шахты,
- испытания кинетики и интенсивности притока шахтных газов в приповерхностную зону на территории горного поля закрываемой метановой шахты,
- разработки методов активной борьбы с газовой опасностью в приповерхностных зонах на территориях оставшихся после горных работ закрытых шахт,
- Разработка технологии стимулирования месторождения для повышения его проницаемости и дегазации перед разработкой угольных пластов (hydroslotting), вспирания CBM.
Hydroslotting в угольном пласте – в сотрудничестве с Центром по
горным ударам и механике горных пород, а также с Центром по
подземным испытаниям и поддержании поверхности (проект GasDrain)
- Разработка прогноза состояния выбросоопасности для ново вскрываемых и слабо обследованных частей месторождения/пластов,
- Проведение измерений in-situ основных показателей состояния выбросоопасности применяемых в угольных шахтах, т.е.интенсивности десорбции метана, метаноносности, объема буровой пыли из скважины и связности, с целью выдачи оценки актуального состояния выбросоопасности или разработки актуального прогноза,
- Проведение комплексных испытаний угольного пласта (пород) для определения его склонностей к выбросам, охватывающих расширенные измерения на т.н. сорбционные свойства – т.е. кинетику и коэффициент диффузии,
Испытания сорбционных свойств угля для идентификации
структуральных изменений (фот. структуры угля- Институт по механике горных пород ПАН (IMG PAN)
- Выдача заключений касающихся технических проектов горных работ проводимых в условиях выбросоопасности, а также проектирование разреза месторождения (пласта), а также системы вентиляции и защит в условиях вышеназванной опасности,
- Определение границ причисления пласта к соответствующей категории выбросоопасности, а также выдача заключения касающегося возможности выключения части пласта из границ применяемого до сих пор причисления его к соответствующей категории выбросоопасности,
- Оценка эффективности профилактики по выбросам применяемой в шахте, а также разработка профилактики (принципов) проведения определенных горных работ в зонах особенной опасности,
- Испытания изотерм сорбции для определения пластовых давлений и предрасположений пласта к выбросам (существования газогеодинамических явлений).
Испытания изотерм сорбции на гравиметрической системе IGA-001
- Определение радиуса действия зон эксплуатационной дегазации в оцениваемом пласте, а также моделирования распределения вторичной метаноносности в аспекте заключений и прогнозов касающихся выбросоопасности.
Пример моделирования распределения содержания метана в угольном пласте (метаноносности)
с учетом влияния эксплуатационной дегазации – зон пониженной метаноносности т.н. вторичной метаноносности
Пример моделирования распределения пластовых давлений газа в угольном пласте
Анализ влияния геологических нарушений (сбросовых зон)
на показатель интенсивности десорбции метана из угля (∆p)
Анализ влияния геологических нарушений (сбросовых зон)
на показатель связности угля (f) определяемый методом Протодьяконова