Metan je zhoubou horníků už po staletí. Dřív se skrýval pod stropy, dnes je neviditelný ve skále

Metan byl hrozbou při těžbě černého uhlí vždy. Je součástí jeho vzniku, je velmi nenápadný a přitom smrtící. Hlavně tím, jak snadno se vznítí. Navíc při vysoké koncentraci v ovzduší vytěsňuje kyslík a člověk se může udusit. Na Ostravsku už metan napáchal za staletí obrovské škody.

Únik metanu může být tak rychlý, že ho ani nestačí zaznamenat automatická čidla, která jsou v dolech rozmístěná. Přitom právě systém, který se používá v České republice, patří mezi ty nejlepší. „U nás je vybudovaný jeden z nejdokonalejších systémů prevence, aby se takovým věcem dalo předejít,“ říká Juraj Franců z České geologické služby.

Pavel Zapletal z Hornicko-geologické fakulty VŠB to potvrzuje. „Čidla samozřejmě na metan reagují, ale mohou nastat situace, kdy dojde k puklině a během zlomku sekundy se z ní pod vysokým tlakem může uvolnit důlní plyn s vysokou koncentrací metanu. Říká se tomu fukač.“

Do horniny se může vměstnat nečekaně velké množství tohoto plynu. „Zhruba 30 litrů metanu se vejde do jednoho kila uhlí,“ popisuje Franců. Během krátké doby se tedy může v blízkosti horníků objevit obrovské množství metanu – ten by už sice čidla zaznamenala, ale mnohdy nestihnou upozornit havíře včas.

Co je metan?

Metan je lehký plyn, který vzniká při prouhelňování – uhlí neustále vzniká a metan se vytváří současně s ním. Tento nebezpečný plyn je téměř o polovinu lehčí než vzduch, což způsobuje jeho snadný postup horninami směrem nahoru a občas jeho rozptyl do atmosféry. I v malých koncentracích snadno exploduje.

„Metan v Ostravsko-karvinském revíru však nemá kam utéct – nahoře jsou jílovité vrstvy,“ upozornil geolog Václav Cílek. Zůstává dílem rozpuštěn nebo rozptýlen v hornině. Pak se snadno stane, že se z horniny uvolní. „Má navíc tu vlastnost, že když ho je více než 5 procent, tak 7 až 8 procent, tak je v dobrém poměru se vzduchem. Stačí opravdu malinkatá jiskřička, aby došlo k explozi.“ 

Metan je jako základní uhlovodíková molekula jedním z hlavních výsledků rozkladu složitějších organických látek. V přírodě se tedy běžně vyskytuje například jako hlavní součást zemního plynu, důlního plynu, bioplynu a dalších látek. „V hnědém uhlí najdete víc oxidu uhličitého a v černém uhlí víc metanu,“ vysvětluje Franců. 

Když se metan nějakým způsobem uvolní, může se zachytit v takzvaných kapsách, anebo se dokonce drží pod stropem – to ale platilo spíše v minulosti. Dříve, zejména během devatenáctého století, byly podobné kapsy metanu u stropů chodeb opravdovou hrozbou – nedalo se jich totiž tehdejšími technologiemi zbavit.

Jediný trik, který existoval, bylo jeho vypalování, což ale bylo nesmírně rizikové. Moderní technologie ale už takové kapsy značně spolehlivě odhalují.

Doly jsou totiž dnes pravidelně odvětrávány, aby se tam metan nedržel – jednak se „starý vzduch“ odsává, současně se ale do nich vhání vzduch čerstvý. Experti se tak snaží zabránit tomu, aby se koncentrace metanu dostala nad nebezpečnou úroveň.

K zapálení metanu stačí málo – blízkost nějakého ohně nebo pouhé jiskry. „Zdrojem mohl být zkrat na elektrickém zařízení nebo například řezný orgán, který dobývá uhelnou sloj. Ten sebou občas přibírá i tvrdší horniny, než je uhlí, takže může dojít ke vzniku jiskry,“ uvádí o situaci v dole ČSM Zapletal. Právě taková jiskra mohla zapálit metanovou vrstvu.

  • 0–3 % a 3–5 %
    Při této koncentraci CH4 není metanovzdušná směs nebezpečná – nevýbušná, nehořlavá. Hranice 3 % je hranicí, kdy můžeme vnímat ohrožení.
  • 5–15 %
    Rozmezí objemové koncentrace CH4, metan se vzduchem vytváří výbušnou směs.
  • Nad 15 %
    Obsahuje-li metanovzdušná směs nad 15 % metanu, není sice výbušná, pouze hoří, ale může se stát výbušnou při zředění (dodáním vzduchu se sníží koncentrace obsaženého CH4 pod 15 %, pak z hořlavé směsi vznikne směs výbušná).
  • Nad 29 %
  • Hranice 29 % je pro člověka nebezpečnou pro vytěsňování kyslíku metanem – nastávají potíže s dýcháním takovéhoto ovzduší.

Explozivní směs

Jak se exploze šíří, záleží na množství okolností – od množství plynu přes tvar a složení chodeb až po kvalitu protipožárních zábran. „Když nastane průtrž metanu, šíří se to jako lavina a všechno to jde ven najednou,“ dodává Franců.

„Uhelné doly jsou nerovnoměrné, jsou tam časté závaly, horniny jsou poměrně měkké, část uhlí se zapařuje a začíná doutnat. Při doutnání se někdy uvolňují další plyny. To znamená, na uhelné šachtě musíte být neustále připraven. Metan není vidět. Když máte čidla na hlavní chodbě a pracovištích, tam všude je to docela pěkně zabezpečené, tak je to v pořádku. Ale v nějakém zákoutí se něco třeba jen lokálně nahromadí, malé množství metanu, a pak stačí, když bouchnete třeba lopatou o pískovec. Přeskočí jiskra. Stačí doopravdy hodně málo, aby plyn, když zrovna máte tu smůlu a je namíchaný ve správném poměru se vzduchem, explodoval,“ vysvětluje Cílek.

Metan škodí i na povrchu

Metan způsobuje problémy nejen horníkům, ale v oblasti Ostravska i na povrchu. Ve starých dolech, kde se už netěží, se totiž neodvětrává; metan se tudíž dostává na povrch i tudy. Nevystupuje do půdního ovzduší a pak do okolní atmosféry jen starými nebo opuštěnými štolami a jamami, ale i jinými cestami.

Vědci zjistili, že zejména v období poklesu barometrického tlaku vystupují důlní plyny na povrch nejkratší cestou, ať už je přirozená nebo umělá. „Pokud hlubinné doly byly činné, byla většina důlních plynů odváděna z podzemí uměle, sací větrání vytvářelo v důlních prostorách mírný podtlak. Po útlumu těžby a zastavení nuceného větrání důlních prostor se výstupy plynů řídí hlavně přírodními zákonitostmi,“ uvádí ve své dizertační práci inženýrka Eva Beňová.

Už několikrát se v posledních letech stalo, že se tyto metanové bubliny někde vynořily – a došlo pak k explozi, jednou byl kvůli tomu na Ostravsku zničený celý rodinný dům.

  • „Za všechny události lze jmenovat například výbuch finského domku v Ostravě-Hrušově (oblast Liščina), který byl způsoben nahromaděním důlních plynů (metanu) vystupujících jámovým stvolem starého důlního díla Kutací č.9. K nahromadění důlních plynů v kuchyni ve výbušné koncentraci došlo nejspíše výstupem z podsklepení dvojdomku. K iniciaci došlo podle postižené osoby při jinak obvyklém zapálení svíčky k večerní modlitbě. Výbuch vyrazil jihozápadní část stěny domku, těžce popálil (30 % povrchu těla) devětašedesátiletou obyvatelku, ale na vnitřním vybavení domku již nezpůsobil vážnější škodu. Plameny vzniklého požáru byly totiž rychle likvidovány. Dřevěná stěna finského domku zjevně působila jako přetlaková pojistka. Příčinou náhlého výstupu důlního plynu byl náhlý pokles barometrického tlaku.“
  • Ing. Eva Beňová: Hodnocení bezpečnostních rizik souvisejících s únikem metanu z podzemních prostor

Ostravsko žije s metanem staletí

Metan je součástí hornictví vždy – je s touto činností spojen od jejích počátků. Na Ostravsku došlo k první známé explozi tohoto plynu před 171 roky, kdy v Ostravě při výbuchu zemřeli čtyři horníci.

Příčinou tehdy bylo porušení pravidel současně s jejich hrabivostí. Navzdory zákazům si totiž tito havíři vlastnoručně vyrobenými klíči otevírali lampy a brali si tajně olej, aby doma ušetřili.

„Pravděpodobně jeden z horníků si chtěl odnést část oleje, který se používá na svícení v dole, pro vlastní potřebu. A zřejmě neopatrností lampu otevřel v době, kdy ještě nebyla zhaslá, takže došlo k výbuchu důlních plynů,“ uvedl  pro Český rozhlas archivář Martin Juřica.

Dobové kroniky podle něj také vypráví množství příběhů o tom, jak metan vyvěral na povrch a docházelo pak k nečekaným explozím ve sklepích tamních domků.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Nově popsaný pravěký krokodýl připomínal chrta. Jméno má po učiteli fyziky

Nově popsaný druh pravěkého krokodýlovitého tvora patřil zřejmě k nejrychlejším zástupcům svého druhu. Byl sice jen poměrně drobný, ale byl schopný dohnat jakoukoliv kořist, na kterou svými rozměry stačil.
před 5 hhodinami

Lajkuj v pokoji. Meta si patentovala AI, která na sítích zastoupí zesnulého

Společnost Meta získala patent na jazykový model, jenž by v nepřítomnosti uživatele pokračoval v jeho aktivitě na sociálních sítích, napsal server Business Insider. Nástroj vycvičený na datech konkrétního účtu by vytvořil „digitální klon“, který by dle firmy byl vhodný k zastoupení dotyčného třeba v případě dovolené – nebo smrti. Meta tvrdí, že eticky sporného robota nemá v plánu dál rozvíjet.
před 6 hhodinami

Klíčový úřad v USA končí s programy připravenosti na pandemie

Americké úřady plánují kompletní transformaci agentury, která se doposud starala o připravenost na možné budoucí pandemie a o ochranu Spojených států před AIDS. Kritici kroku varují, že to zemi oslabí v případě budoucích epidemií infekčních nemocí.
před 6 hhodinami

Slovensko-český tým objevil nejstarší kovový vrták z Egypta. Vznikl před faraony

Nový objev dvoučlenného vědeckého týmu naznačuje, že vyspělými technologiemi disponovali lidé v Egyptě už před 5300 lety, tedy v době, kdy této zemi ještě nevládli faraoni. Mladí vědci vzácný artefakt objevili, když znovu zkoumali dávno popsané předměty v muzeu.
před 10 hhodinami

Rozpoznávací nástroje dokáží odhalit deepfake videa. Většinou jsou ale placené

Umělou inteligenci využívají i „ochránci internetu“. Ty nejlepší rozpoznávací nástroje totiž dokáží ve většině případů odhalit i videa vytvořená nebo upravená pomocí AI, která už lidi přelstí. S nárůstem podvodů a deepfake videí jsou tyto technologie stále důležitější. Většina takových nástrojů je ale placená a ty ve verzích zdarma obvykle tak dobře nefungují. Podobné nástroje proto zatím mají jen ti největší hráči v oblasti kyberbezpečnosti. Podle odborníků ale jejich počet poroste. Důležitý stále zůstává i kontext. I tady nicméně dokáží nástroje pomoci. Třeba rozpoznat, kdo na videu mluví, nebo analyzovat informace ve videu a s pomocí AI je pak srovnat s realitou.
před 13 hhodinami

Analýza fosilií ukázala, že v Japonsku kdysi žili jeskynní lvi

Před desítkami tisíc let žili na rozsáhlém území japonského souostroví lvi. Odhalila to podle agentury Kjódó analýza fosilních vzorků, o kterých se doposud předpokládalo, že patří tygrům. Ve skutečnosti však patří vyhynulému druhu lvů.
včera v 17:00

Mezi pitím slazených nápojů a úzkostí je silná souvislost, varuje studie

Nápoje plné cukrů mají prokazatelně negativní dopad na lidské tělesné zdraví. Nový výzkum se teď podíval na možné dopady na zdraví duševní – a podle něj také v této oblasti existují náznaky negativních dopadů.
včera v 15:57

Archeologové objevili na Moravě masivní kadlub z doby bronzové

Vědci objasnili původ kamenného kadlubu, který v době bronzové sloužil k výrobě hrotů kopí a v roce 2007 ho na zahradě našel majitel domu v Morkůvkách na Břeclavsku. Tato forma na zbraň dle archeologů pochází až z Karpat, z území dnešního Maďarska. Přesun obdobného předmětu na takovou vzdálenost byl tehdy výjimečný, upozornili vědci.
včera v 10:42
Načítání...