Projekti / Programi
Vpliv strukture na varnost odkopavanja debelih slojev premoga - dejavniki tveganja in njihovo obvladovanje
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.16.03 |
Tehnika |
Rudarstvo in geotehnologija |
Geotehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.07 |
Tehniške in tehnološke vede |
Okoljsko inženirstvo |
Raziskovalci (7)
Organizacije (2)
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta smo izdelali strukturni model odkopnega polja v Velenjskem bazenu, ki temelji na detajlnem jamskem kartiranju prelomnih con in njihovih strukturnih značilnosti. Dokumentirali smo 3D geometrijo prelomnih struktur v mezoskopskem merilu, ter časovno zaporedje prelamljanja in faz premikov ob prelomnih ploskvah.
Ugotovili smo strukturne značilnosti prelomov v premogu (lignitu) kot specifičnem mediju, ter določili različne oblike tektonskih deformacij premoga v prelomnih conah in njihov vpliv na mehanske in plinske lastnosti premoga. Ta spoznanja omogočajo zanesljivejše napovedovanje strukturnih in mehanskih razmer pri rudarjenju.
Dokazali smo močno korelacijo med prehodi jamskih del preko prelomnih con in pojavljanjem nevarnih dogodkov pri odkopavanju. Tektonska struktura je tako eden glavnih dejavnikov tveganja pri odkopavanju. Ugotovili smo, da napetostna stanja v premogovi plasti, ki jih inducira odkopavanje, lahko aktivirajo prelomne ploskve, kar povzroča seizmične udare. Ta napetostna stanja poleg tega dodatno povečujejo primarno (tektonsko) pretrtost premoga v prelomnih conah in s tem povečujejo njihov mehansko šibkost in potencial za plinske izbruhe. Strukturno pogojeno tveganje zato lahko predstavljajo tudi manjši prelomi oziroma območja, ki so primarno le malo prizadeta s tektonskimi deformacijami. Naše ugotovitve kažejo, da je v takih primerih pomembno izvajati strukturno-geološko spremljavo odkopov, ki je edina zanesljiva in cenovno sprejemljiva metoda za določanje šibkih prelomov.
Z jamskim kartiranjem smo prišli do podatkov, ki so s klasičnimi raziskovalnimi metodami površinskega geološkega kartiranja, vrtanja in geofizikalnih raziskav večinoma nedosegljivi, ali pa so dostopni le v manjši meri. Naša opazovanja in strukturna interpretacija zato predstavljajo pomemben prispevek k bazični znanosti na področju strukturne geologije in tektonike, saj predstavljajo neposredni vpogled v mehanizme tektonskih deformacij v zmičnotektonskih bazenih, in omogočajo testiranje različnih standardnih modelov razvoja zmičnih bazenov. Ti modeli imajo veliko praktično vrednost, saj so zmičnotektonski bazeni v svetovnem merilu pomemben vir rudnih in energetskih mineralov (premog, nafta).
Razvili in praktično aplicirali smo strategijo spremljave in prognoze strukturno pogojenega tveganja, ki je uporabna tudi v drugih premogovnikih z debelimi ali strmo vpadajočimi plastmi premoga. Temelj metode je sistematično strukturnogeološko kartiranje odkopov in sproten prenos podatkov kartiranja v prostorsko referencirano podatkovno bazo. Stopnja strukturno pogojenega tveganja se nato določi z upoštevanjem specifičnih geoloških razmer z uporabo modeliranja v GIS aplikaciji, s čimer je v praktično realnem času zagotovljena podpora projektiranju jamskih del in načrtovanju varnostnih ukrepov pri odkopavanju.
Pomen za razvoj Slovenije
Republika Slovenija načrtuje pridobivanje lignita v Premogovniku Velenje še najmanj naslednih 35 let. V premogovniku izkopan premog zagotavlja energetski vir za pridobivanje ene tretjine potrebne električne energije v državi. Ta vir je za državo strateškega pomena, še posebej v primeru nizkih vodostajev na rekah in/ali izpadov nuklearne elektrarne Krško. Rezultati projekta, zlasti prispevek na področju obvladovanja tveganj, bodo pripomogli k zagotavljanju stabilne proizvodnje v vseh geoloških pogojih odkopavanja. Vsak nepredviden geodinamični dogodek in njegova sanacija namreč lahko za dalj časa ustavi proizvodnjo. Rezultati projekta bodo omogočili optimalno učinkovitost odkopnega procesa pri hkratnem upoštevanju potrebnih varnostnih ukrepov, torej bodo pripomogli k zmanjševanju stroškov proizvodnje.
Rezultati projekta in pridobljeno znanje bodo uporabni v projektih zmanjševanja emisij toplogrednih plinov, h katerim je obvezana Republika Slovenija. Poznavanje geološke strukture bazena, ter sorpcijskih in mehanskih lastnosti lignita in prelomnih con je namreč izrednega pomena pri načrtovanju čistih premogovnih tehnologij (razplinjevanja sloja pred in med odkopavanjem in zajem premoškega plina) ter pri projektiranju postopkov zajema in shranjevanja ogljikovih plinov (carbon capture and sequestration) v premoškem sloju. Aktivnosti za zagon teh projektov v Premogovniku Velenje že potekajo.
Pridobljeno znanje bo uporabno pri načrtovanju izrabe strateških rezerv premoga v severovzhodni Sloveniji, kjer je ekonomsko upravičen le postopek podzemnega uplinjanja premoga. Le-ta je v veliki meri pogojen s strukturnimi parametri premoga.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2010,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
