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.
