naturalne_w_otworowych_erupcyjne

ZAGROśENIA NATURALNE
W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH
KATOWICE 2007
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
Spis treści
1. ZagroŜenie erupcyjne .................................................................................... 3
2. ZagroŜenie siarkowodorowe......................................................................... 4
3. Inne zagroŜenia .............................................................................................. 5
3.1. ZagroŜenie poŜarowe................................................................................ 5
3.2. ZagroŜenie zapadliskami........................................................................... 6
3.3. ZagroŜenie wybuchem .............................................................................. 6
3.4. ZagroŜenia przy podziemnym magazynowaniu gazu ziemnego ............... 6
2
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
1. ZagroŜenie erupcyjne
ZagroŜenie erupcyjne – oznacza moŜliwość wystąpienia zagroŜenia wywołanego
erupcją wiertniczą rozumianą jako przypływ płynu złoŜowego do otworu wiertniczego
spowodowany naruszeniem równowagi między ciśnieniem złoŜowym a ciśnieniem
dennym.
Anormalnie duŜe zagroŜenie erupcyjne – występuje w otworach wiertniczych,
gdy w nieorurowanej części otworu zalegają poziomy o ciśnieniu złoŜowym bliskim
wartości ciśnienia szczelinowania innych skał odkrytych bądź, gdy gradient ciśnienia
złoŜowego jest większy od 0,13 MPa/10 m.
Pod względem potencjalnych zagroŜeń erupcyjnych, moŜna wydzielić rejony o:
- najmniejszym zagroŜeniu tj. obszar Karpat i Zapadliska Przedkarpackiego, gdzie
mamy do czynienia z gradientem ciśnień złoŜowych poniŜej 0,13MPa/10m,
- średnim zagroŜeniu tj. obszar Monokliny Lubelskiej gdzie złoŜa dewońskie mają
podniesiony gradient ciśnienia do wartości ok. 0,15MPa/10m,
- bardzo wysokim zagroŜeniu tj. obszar Monokliny Przedsudeckiej oraz NiŜu
Polskiego gdzie największe ryzyko występuje przy przewiercaniu warstw
Dolomitu Głównego oraz Czerwonego Spągowca, gdzie gradienty ciśnień
złoŜowych mogą osiągnąć wartość 0,23MPa/10m.
Bardzo wysokie zagroŜenia stwarzają złoŜa w rejonie Gorzowa Wielkopolskiego
(Barnówko – Mostno – Buszewo, Zielin, RóŜańsko), Międzychodu (Grotów, Lubiatów,
Sieraków) i Pomorza Zachodniego (Sławoborze).ZagroŜenie erupcyjne występuje
równieŜ podczas dowiercania i udostępniania poziomów zbiornikowych o anomalnie
niskich ciśnieniach złoŜowych.
Ilość erupcji
4
3
2
1
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Lata
Erupcja z siarkowodorem
Erupcja z poŜarem
Rys. 1. Ilość erupcji w zakładach górniczych górnictwa otworowego w latach 1990-2006
3
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
2. ZagroŜenie siarkowodorowe
ZagroŜenie siarkowodorowe – oznacza moŜliwość powstania zagroŜenia
w wyniku wypływu płynu złoŜowego, zawierającego siarkowodór, podczas erupcji
otwartej z otworów w czasie wiercenia lub wydobywania kopalin płynnych,
stwarzające niebezpieczeństwo dla ruchu zakładu górniczego, jego pracowników
i okolicznej ludności.
Tab. 1. Ilość erupcji w zakładach górnictwa naftowego w latach 1975-2005
Rok
Ilość
erupcji
1975
4
1976
2
1977
3
1978
1
1979
4
w tym 1 erupcja z H2S
1980
3
w tym 1 erupcja z poŜarem ropy
1981
1
1982
1
1983
1
1984
3
1985
3
1986
2
1987
1
1988
-
1989
3
1990
2
1991
4
1992
3
1993
3
1994
3
1995
-
1996
-
1997
1
1998
-
1999
1
2000
1
2001
1
2002
1
2003
-
Uwagi
w tym 1 erupcja z H2S
erupcja z H2S
erupcja z H2S
Sierosław
erupcja z poŜarem gazu
4
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
2004
-
2005
-
2006
-
W latach 1975 – 2006 w trakcie erupcji nie zanotowano wypadków śmiertelnych
i cięŜkich.
ZagroŜenie siarkowodorowe w górnictwie nafty i gazu występuje
w szczególności na obszarze Monokliny Przedsudeckiej oraz NiŜu Polskiego
w czasie przewiercania utworów permu, przede wszystkim dolomitu głównego.
Spękane złoŜa dolomitu zwierają płyn złoŜowy, w którym stęŜenia H2S dochodzi do
20%.
Sytuacja w której zagroŜenie siarkowodorowe występuje razem
z zagroŜeniem erupcyjnym, stwarza potencjalną moŜliwość powstania
katastrofy o duŜym zasięgu i skutkach.
W otworowych kopalniach siarki zagroŜenie siarkowodorowe występuje głównie
w obrębie sterowni eksploatacyjnych na polu górniczym, gdzie istnieje moŜliwość
emisji siarkowodoru z otwartych zbiorników siarki płynnej.
3. Inne zagroŜenia
-
Ponadto w górnictwie otworowym występują zagroŜenia:
zagroŜenie poŜarowe,
zagroŜenie zapadliskami,
zagroŜenie wybuchem,
zagroŜenia przy podziemnym magazynowaniu gazu ziemnego.
3.1. ZagroŜenie poŜarowe
Występuje ono zwłaszcza na kopalniach ropy naftowej i gazu ziemnego
w miejscach gromadzenia i magazynowania produktów łatwopalnych, podczas
wykonywania zabiegów specjalnych, prac spawalniczych oraz w czasie wyładowań
atmosferycznych.
5
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
Ilość poŜarów
6
5
4
3
2
1
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Lata
Rys. 2. Ilość poŜarów w zakładach górniczych górnictwa otworowego
w latach 1990-2006
3.2. ZagroŜenie zapadliskami
ZagroŜenie to występuje głównie podczas wydobywania soli otworami
wiertniczymi metodą ługowania, w szczególności przy eksploatacji złóŜ typu
pokładowego.
ZagroŜenie to występuje w likwidowanej otworowej kopalni soli ŁęŜkowice.
W celu ograniczenia występowania tego zagroŜenia prowadzone były prace
polegające na podsadzaniu powstałych w czasie eksploatacji wyrobisk.
3.3. ZagroŜenie wybuchem
Występuje w miejscach, gdzie w procesie technologicznym mogą wystąpić
nagromadzenia gazów o stęŜeniu wybuchowym. Do miejsc takich m.in. naleŜy
zaliczyć podbudowę i wieŜę wiertniczą, zbiorniki magazynowe ropy naftowej, a takŜe
strefę wokół głowic eksploatacyjnych na odwiertach ropnych i gazowych.
3.4. ZagroŜenia przy podziemnym magazynowaniu gazu ziemnego
W czasie eksploatacji podziemnych magazynów gazu występują zagroŜenia
emisji gazu w obrębie odwiertów tłocznych w wyniku m.in. uszkodzeń instalacji lub
nieszczelności rur okładzinowych oraz migracją gazu w przypadku utraty szczelności
magazynu. Dla kontroli tego zagroŜenia prowadzone są badania tła gazowego
w powietrzu glebowym, wykonywane po kaŜdym cyklu zatłaczania i odbioru gazu.
ZagroŜenie emisją gazu występuje takŜe w fazie robót wiertniczych związanych
6
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
z budową magazynu oraz w związku z nieskutecznie zlikwidowanymi otworami
badawczymi. W związku z zaistniałym w 2005r. wypływem zgazowanej wody i gazu
z nieskutecznie zlikwidowanego otworu badawczego w rejonie zespołu komór Z – 8
i Zn – 11 Kawernowego Podziemnego Magazynu Gazu „Mogilno” , trwają obecnie
prace mające na celu potwierdzenie lub wykluczenie istnienia nieszczelności ww.
komór.
W roku 2006 nie zaistniały zdarzenia związane z ww. zagroŜeniami.
W wyniku prowadzonych działań, profilaktycznych i kontrolnych utrzymano
wysoki stan bezpieczeństwa w zakładach górniczych górnictwa otworowego
oraz zakładach wykonujących prace geologiczne.
5
Ilość wypadków
5
4
4
4
4
3 3
3 3
3
22
2
2
2
1
0
1
11
1
0
00
0 0
00 00 00 00 00
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Wypadki cięŜkie
Lata
Wypadki śmiertelne
Rys. 3. Wypadki śmiertelne i cięŜkie w zakładach górniczych górnictwa otworowego
W 2006r. miała miejsce awaria wiertnicza – złamanie masztu w wyniku
pęknięcia i urwania się wrzeciona głowicy płuczkowej podczas napinania
przychwyconego przewodu w celu jego uwolnienia. W cel określenia przyczyny
zaistnienia pęknięcia wrzeciono zostało poddane analizie w dwóch niezaleŜnych
jednostkach naukowo badawczych (AGH w Krakowie i Uniwersytet Zielonogórski –
Wydział Mechaniczny).Wnioski wynikające z przeprowadzonych ekspertyz zostaną
uwzględnione w trakcie inspekcji robót wiertniczych i sporządzenia oceny stanu
technicznego eksploatowanych urządzeń.
7
ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych
6
5
3
2
1
06
20
05
20
04
20
03
20
02
20
01
20
00
20
99
19
98
19
19
97
96
19
95
19
94
19
19
93
92
19
91
0
19
Ilość zdarzeń
4
Niebezpieczne zdarzenia
Erupcje
PoŜary
Awarie liny wiertniczej
Przychwycenia sond i perforatorów
Złamania wieŜ i masztów
Rys. 4 Niebezpieczne zdarzenia w zakładach górniczych górnictwa otworowego
w latach 1991-2006
8