Jak spod ziemi wyssać skarb?

To ewenement w skali polskiego górnictwa. Nikt - nie licząc lat 50. - nie próbował zgazowania węgla w warunkach dołowych, na żywym organizmie kopalni, gdzie trwa normalna eksploatacja - mówi Marek Pieszczek, dyrektor kopalni Wieczorek.

Pod ukrytym w podjanowskich lasach szybem Wschodnim kopalni Wieczorek nic na razie nie zdradza napięcia, z jakim inżynierowie odliczają ostatnie miesiące do dnia próby, gdy 400 m w dół, do pokładu 501 kablami popłynie prąd i rozżarzy elektryczną grzałkę, która zapali podziemny georeaktor.

Przygotowania do eksperymentu ze zgazowaniem węgla w złożu, które rozpocznie się w listopadzie i potrwa trzy miesiące, zaczęły się w 2010 r., gdy górnośląskiemu zadaniu (jednemu z czterech w strategicznym projekcie poszukiwania zaawansowanych technologii pozyskiwania energii w Polsce do 2015 r.) przyznano rangę strategiczną i centralne finansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Około 30 mln zł, do których górnictwo dołoży kilka milionów na budowę instalacji pod ziemią.

Najpierw musiano opisać tzw. bazę surowcową, czyli przejrzeć zasoby węgla kamiennego, które w przyszłości gazowano by na skalę przemysłową. Wiadomo, że KHW chce eksploatować bogate pokłady siodłowe

1,5-1,6 km pod ziemią w kopalni Mysłowice-Wesoła, lecz zdaniem specjalistów w szerokim pasie na południe od centrum Katowic zdatnego węgla jest mnóstwo. Czy to się opłaci?

- Wystarczy wyobrazić sobie, że docelowa instalacja przemysłowa, na którą wydamy jednorazowo np. 100 mln euro, będzie podawać bez przerwy 100 mln m sześc. gazu na rok, przez 25-30 lat - potwierdza Wojciech Żądło, główny specjalista Zespołu ds. Wdrażania Nowych Technologii KHW.

Ale wszystko zależy od tego, czy pilotaż w Wieczorku się uda. Dwie z trzech rozpatrywanych lokalizacji w tej samej kopalni odrzucono, bo leżały za blisko stref odprężeń sąsiednich pokładów. A górotwór z rozpalonym reaktorem musi być maksymalnie przewidywalny. Choć naukowcy z AGH i Głównego Instytutu Górnictwa skrupulatnie wyliczyli wszystkie możliwe ryzyka, a ekipa Wieczorka dwoi się i troi, budując kilka linii zabezpieczeń wokół reaktora, dyrektor kopalni Marek Pieszczek mówi rozważnie: - Nikt, po prostu nikt do końca nie wie, jakie "niespodzianki" mogą nas czekać po zapaleniu węgla w złożu.

Wzniecą pożar na dole
Zaskakująco skomplikowane i czasochłonne okazało się zdobycie zgód Wyższego Urzędu Górniczego i gminy Katowice. Specjalnie dla eksperymentu w Wieczorku wydano w Warszawie ministerialne rozporządzenie. - To paradoks, ale najdrobniejsze przepisy prawa górniczego od zawsze układano tak, by zapobiegać pożarom podziemnym. A my musimy wzniecić pożar, kontrolować i po kwartale ugasić. Czegoś takiego nie przewidziano - tłumaczy Ryszard Gowarzewski, szef Działu Wentylacji, któremu przypadnie rola koordynatora, bo bezpieczeństwo systemu przewietrzania kopalni będzie w eksperymencie kluczowe. WUG postawił warunek, by grubość skał otaczających reaktor wynosiła przynajmniej 20 m. By mieć gwarancję, że niebezpieczne gazy - zwłaszcza tlenek węgla - nie wydostaną się przez mikroskopijne szczeliny do sąsiednich wyrobisk.

Na powierzchni pod szybem Wschodnim, którym opuszczamy się na poziom 410 m, ustawiono już wielką cysternę na azot. Gdy zajdzie potrzeba, niepalny gaz błyskawicznie zostanie wtłoczony rurociągiem do reaktora. Teraz - uśpiony - jest on po prostu niewybraną przed laty parcelką, w której tkwi 1,2 tys. t węgla o miąższości 5 m. Z podszybia do celu (w linii prostej 140 m) przedzieramy się targani podmuchem, który z siłą 2 tys. kubików powietrza na minutę próbuje zepchnąć nas z powrotem. Dla eksperymentu końcowy odcinek systemu wentylacyjnego przy szybie wylotowym jest atutem. Gdyby tąpanie lub wybuch przerwały rurociągi, trujące gazy zostaną szybko wyssane. Przekop wentylacyjny bieleje pod stopami jak uliczka przyprószona śniegiem - to rozpylony kamienny puder, który odbiera lotność pyłowi węglowemu. Długi na ponad 70 m chodnik badawczy ostro zakręca. W poziomym przekroju obmyślono go jak syfon: żeby zejść do pokładu 501, najpierw wspinamy się pod kątem 18 stopni w górę, potem dopiero zstępujemy w dół. Damian Buchalik, wiceszef Działu BHP w kopalni Wieczorek, ogląda uważnie szarą skorupę torkretu, spoiwa mineralnego, którym dodatkowo uszczelniono ociosy i strop. Miejsce, w którym stoimy (2,5 m nad pokładem węgla), zalane zostanie wodą, spełni funkcję gigantycznej chłodnicy (i elastycznego tłumika przy ewentualnej eksplozji).

Dwa niepozorne kanały
Kierownik Gowarzewski pokazuje dwa punkty, z których w półce skalnej z łupku górnicy wydrążą dwa niepozorne kanały (o średnicy 20 i 30 cm) prosto do centrum reaktora. Jednym do środka wdmuchiwana będzie mieszanina powietrza, tlenu i pary, drugim wydostanie się gaz syntezowy.

- Im więcej pary i tlenu, tym gaz będzie bardziej energetyczny. Ale dozowanie wymagać będzie pieczołowitej kontroli. Wybuchem grozi zwłaszcza mieszanina wodoru z tlenem - ostrzega Wojciech Żądło.

Reaktor rozpalony zostanie trzecim kanałem o przekroju 8,5 cm. Specjaliści naszpikują go czujnikami do pomiaru ciśnienia i spektrometrii. Najbliżsi górnicy w sąsiedztwie będą kilometr dalej, lecz nie można wykluczyć interwencji zastępu ratowniczego, jeśli przepali się czujnik lub rozszczelni rurociąg, katowany żrącymi związkami chemicznymi i temperaturą od 400 do 1000 st. C. Wyprodukują go ze stopu chromu i niklu. Jeszcze pod ziemią w trzech separatorach oddzielony zostanie produkt uboczny zgazowania - toksyczne smoły, które pod żadnym pozorem nie mogą zanieczyścić wód i pojadą bezpiecznie do utylizacji w dąbrowskiej koksowni Przyjaźń.

Prawdopodobieństwo niepowodzeń w Wieczorku zredukowano prawie do zera, ale nawet gdyby wszystko wymknęło się spod kontroli, w odwodzie czuwać będzie ostatnia linia obrony - rurociągi z półpłynną podsadzką, która tłoczona pod ciśnieniem w okamgnieniu wypełni podziemne pustki niczym piasek sypany na skarby starożytnych piramid.

- Ten wariant nie będzie konieczny. A skarb wyssiemy spod ziemi! - wierzą górnicy w KHW.