Problematika metanu

Problematika metanu – dílčí výsledky realizovaného projektu 35/AKT

ÚVOD
Po ukončení hornické činnosti v ostravské, petřvaldské a v části karvinské dílčí pánve ostravsko-karvinského revíru byla mimo likvidace hlavních důlních děl uzavřených dolů postupně prováděna likvidace starých důlních děl a štol. Rychlé ukončení těžby uhlí na jednotlivých dolech v Ostravě v letech 1991 – 1994 a následná likvidace dolů zatopením a zasypáním jam vyvolalo řadu technických problémů. V místech, kde uhlonosný karbon vychází na povrch nebo pokryvný útvar dosahuje mocnosti jen několika metrů až prvních desítek metrů, a zejména v lokalitách bývalých jam a štol, proniká na povrch metan.

Z nedaleké minulosti jsou známy případy zapálení i exploze metanovzdušné směsi v souvislosti s výstupem metanu na povrch a pronikáním do obytných domů i průmyslových objektů. Ostravské doly se vždy vyznačovaly výraznou plynodajností a byly z hlediska báňských bezpečnostních předpisů zařazeny do kategorie dolů s největším nebezpečím výskytu metanu.

Od roku 2010 probíhá dodavatelsky v této oblasti dlouhodobý projekt pod označením 35/AKT „Komplexní řešení problematiky metanu ve vazbě na stará důlní díla“. Projekt je dozorován ze strany státního podniku DIAMO, odštěpného závodu ODRA v pozici právnické osoby a ze strany supervize Ministerstva financí České republiky, které je zadavatelem veřejné zakázky. Zhotovitelem je Sdružení „Velký metan“ se svými subdodavateli z řad ostravských odborných firem, zabývajících se hornickou činností. Finanční prostředky státu jsou určeny pro období let 2010 – 2019 na realizaci projektu ochrany obyvatel, žijících v ostravsko-karvinském revíru, před negativními doznívajícími účinky hornické činnosti po jejím ukončení.

Atmogeochemický průzkum
Projekt představuje ucelený soubor činností, jejichž cílem je navrhnout a vybudovat systém prevence k zajištění bezpečnosti, zdraví a majetku osob před plošnými samovolnými výstupy důlních plynů na povrch, zejména v oblastech s rozvinutou občanskou zástavbou. Základní činností je monitorování výstupu důlních plynů na povrch na vybraných územích ostravsko-karvinského revíru o celkové rozloze 4 300 hektarů, která jsou rozdělena do tzv. logických územních celků (LÚC 01 až LÚC 75). Mluvíme o tzv. atmogeochemickém průzkumu – plošném měření vystupujících důlních plynů na povrch. Měřicí skupina prochází terénem, v zástavbě předem vytýčí plošnou sí\ 10 x 10 m. Na volných plochách, kde není tak velké riziko ohrožení obyvatel výstupy důlních plynů, je stanovena plošná sí\ 15 x 15 m pro jednotlivé sondy. Na vytýčených místech provádí odběr plynů úzkou odběrovou sondou po provedení vpichu do hloubky 1,1 metr pod povrch terénu. Povrchy, na nichž není možné provést sondy vpichem, jsou proměřeny tzv. zvonovou metodou, kdy je odebírán vzorek ovzduší nad povrchem terénu bez nutnosti provedení vpichu. V místech zjištěného obsahu metanu v půdním vzduchu zhotovitel provádí měření dynamiky výstupu metanu na povrch. Po provedeném terénním měření jsou naměřené hodnoty převedeny do počítačového programu Surfer a grafickým výstupem zpracování jsou přehledné mapy obsahu metanu a oxidu uhličitého v půdním vzduchu v proměřené oblasti. Vstup na jednotlivé parcely je předem domluven s majiteli pozemků, kteří samozřejmě mohou být měření přítomni. Jednotlivá odběrová místa je možné při vytýčení posunout vzhledem ke konkrétní situaci v terénu a vzhledem k požadavkům vlastníka měřené parcely.

Výsledky měření z úvodního atmogeochemického průzkumu jsou vstupem do dalších částí projektu, jejichž rozsah je upřesňován pro každou jednotlivou lokalitu na jednání odborné komise, která posoudí stupeň možného ohrožení obyvatel výstupy důlních plynů a navrhne realizaci ochranných opatření. Odborná komise posuzuje bezpečnost všech staveb, v jejichž blízkosti byla naměřena koncentrace metanu v půdním vzduchu více než 2%. Při posuzování bezpečnosti staveb přihlíží i k dosavadním znalostem geologické stavby území, důlní situaci a existenci starých důlních děl v okolí a může navrhnout i zabezpečení staveb, v jejichž okolí přesáhly naměřené hodnoty 0,5 % koncentrace metanu v půdním vzduchu. Podkladem pro návrh opatření je posouzení stavu objektu a proměření přízemních a sklepních prostor objektu na přítomnost metanu.

Preventivní protimetanová opatření
Preventivní protimetanová opatření jsou navržena podle odborně zpracovaných projektů, které stanoví druh prevence na základě zjištěného stavu jednotlivých objektů, a jsou projednána před realizací s vlastníky objektů.

• Druhy prevence:
  • Instalace pasivní protimetanové prevence ve stavebních objektech, kterou tvoří soubor metanoměrných čidel a ústředny elektronického monitorovacího systému, obvykle instalovaných ve sklepních prostorech nebo chodbách, s přenosem naměřených dat na dispečink v areálu odštěpného závodu ODRA státního podniku DIAMO, v Ostravě–Vítkovicích s následným propojením toku dat z dispečinku na Integrované bezpečnostní centrum Moravskoslezského kraje.
  • Realizace aktivní protimetanové prevence ve stavebních objektech formou vybudování drenážních odplyňovacích systémů – jedná se obvykle o dva šikmé odplyňovací vrty do podzákladí staveb, vyvedené do odplyňovací rýhy v blízkosti objektu.
  • Realizace odplyňovacích vrtů a ostatních odplyňovacích prvků. Cílem odplyňovacích vrtů je zastižení plynových kolektorů (stařin, uzavřených jam apod.), popř. podzemních plynových komunikací (tektonických pásem, hornin porušených vlivem hornické činnosti
  apod.). Mezi ostatní odplyňovací prvky patří odplyňovací rýhy vyplněné plynopropustným hrubozrnným materiálem a drenážní systémy pro řízené odvádění důlních plynů v blízkosti staveb resp. krátké odplyňovací drenážní vrty. Tyto odplyňovací prvky lze využít
  samostatně, v kombinaci nebo jako doplnění k odplyňovacím vrtům pro zvýšení efektivity odplynění ohrožené oblasti.
  • Realizace aktivní protimetanové prevence ve stavebních objektech formou vybudování drenážních odplyňovacích systémů – jedná se obvykle o dva šikmé odplyňovací vrty do podzákladí staveb, vyvedené do odplyňovací rýhy v blízkosti objektu.
  • Realizace odplyňovacích vrtů a ostatních odplyňovacích prvků. Cílem odplyňovacích vrtů je zastižení plynových kolektorů (stařin, uzavřených jam apod.), popř. podzemních plynových komunikací (tektonických pásem, hornin porušených vlivem hornické činnosti
  apod.). Mezi ostatní odplyňovací prvky patří odplyňovací rýhy vyplněné plynopropustným hrubozrnným materiálem a drenážní systémy pro řízené odvádění důlních plynů v blízkosti staveb resp. krátké odplyňovací drenážní vrty. Tyto odplyňovací prvky lze využít samostatně, v kombinaci nebo jako doplnění k odplyňovacím vrtům pro zvýšení efektivity odplynění ohrožené oblasti.
  • Realizace aktivních odplyňovacích systémů (AOS) na vhodných odplyňovacích vrtech. AOS je soubor zařízení a stavebních objektů, jehož úkolem je řízené, cílené odsávání důlních plynů z podzemí za účelem eliminace jejich nekontrolovatelných výstupů na povrch v ovlivněném území. AOS jsou velmi účinným zařízením i pro omezení negativního vlivu poklesů barometrického tlaku na intenzitu nekontrolovatelných výstupů důlních plynů na povrch, čímž zajišťují stabilitu plynových poměrů v ohrožené oblasti.

Kontrolní metanscreening
Po realizaci odplyňovacích vrtů, doplněných případně jinými odplyňovacími prvky pro zabezpečení konkrétní stavby, skupiny staveb nebo plochy, je realizován kontrolní metanscreening na plochách s prokázanými výstupy plynu, a to za účelem zjištění účinnosti preventivních opatření vzhledem k bezpečnému snížení rizik spojených s výstupy důlních plynů. Výsledky kontrolních měření prokazující setrvávající výstupy plynů jsou podnětem k úpravě a doplnění projektu odplynění zájmového území. Po realizaci těchto doplňujících opatření je opakován kontrolní metanscreening. Odplyňovací vrty i ostatní odplyňovací prvky jsou stanoveným postupem podrobeny odbornému vyhodnocení účinnosti.