1. WPROWADZENIE

Obie te formy występują w pokładach w stanie równowagi, określonej przez ciśnienie gazu, wilgotność węgla i jego właściwości sorpcyjne. Jej zaburzenie powoduje uwalnianie się metanu z węgla, czyli jego przejście do postaci wolnej, co czyni możliwą jego migrację w górotworze.
Tak uwolniony metan, wypełnia pory i szczeliny nie tylko w węglu ale także w całym górotworze. W przypadku czynnych kopalń węgla kamiennego działalność górnicza powoduje istotną zmianę warunków naprężeniowo-deformacyjnych panujących w górotworze a w konsekwencji zmiany jego struktury. Wyzwalający się w takich warunkach wolny gaz może gromadzić się w porach, szczelinach i pustkach poeksploatacyjnych, a jego przepływ odbywa się zazwyczaj w obrębie sieci wentylacyjnej kopalni.

Proces ten zmienia się diametralnie w momencie likwidacji kopalni, gdy przestają działać systemy wentylacyjne a proces migracji odbywa się głównie na drodze dyfuzji i filtracji. Wówczas rozpoczyna się z reguły niekontrolowany, proces migracji gazów kopalnianych w kierunku powierzchni, który może być przyczyną powstania zagrożenia gazowego na powierzchni. Zagrożenie to stwarza przede wszystkim metan, czasem również dwutlenek węgla i w niewielkim stopniu radon.

Przenikanie metanu do dolnych kondygnacji budynków, garaży, a także kanałów telekomunikacyjnych i ściekowych, może powodować, przy stężeniach powyżej 5%, zagrożenie wybuchowe, natomiast dwutlenek węgla, może stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia mieszkańców. Tak więc zagrożenie gazowe na powierzchni obszarów pogórniczych należy zaliczyć do istotnych lecz raczej nie ze względu na wysoki jego poziom, ale przede wszystkim z powodu jego dużej zmienności przestrzennej i czasowej.

Celem pracy było przeprowadzenie kompleksowej analizy czynników wpływających na przebieg procesu migracji gazów kopalnianych w kierunku powierzchni, a następnie opracowanie metodologii postępowania, która umożliwia lokalizację miejsc wystąpienia podwyższonej emisji gazów (głównie metanu) na powierzchni terenu zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Dla osiągnięcia złożonych celów pracy przeprowadzone zostały liczne analizy, badania modelowe oraz powierzchniowe pomiary geochemiczne, których wynikiem były:

• koncepcyjne modele geologiczne badanych ośrodków w aspekcie regionalnym i lokalnym,
• modele numeryczne dla dwóch wybranych rejonów likwidowanych kopalń,
• symulacje komputerowe przeprowadzone w oparciu o modele numeryczne,
• mapy stężenia metanu (CH₄) i dwutlenku węgla (CO₂) w piezometrach gazowych na obszarze dwóch wytypowanych zlikwidowanych kopalń.

Modele geologiczne
Metodyka opracowania koncepcyjnych modeli geologicznych opierała się na szczegółowej analizie następujących elementów: - litostratygraficznej skał budujących utwory karbonu, - miąższości nadkładu i jego wykształcenia, - tektoniki, - metanonośności pokładów węgla, - dokonanej eksploatacji, w tym stref nakładania się krawędzi eksploatacyjnych.