This article presents the use of a multi-criterion Analytic Hierarchy Process (AHP) method to assess

geological and mining condition nuisance in longwall mining operations in selected coal mines in Poland.

For this purpose, a methodology has been developed which was used to calculate the operational nuisance

indicator (WUe) in relation to the cost of mining coal in individual longwalls. Components of the aggregate

operational nuisance indicator include four sub-indicators: the natural hazards indicator (UZN), an

indicator describing the seam parameters (UPZ), an indicator describing the technical parameters (UT)

and an environmental impact indicator (UŚ). In total, the impact of 28 different criteria, which formed

particular components of the nuisance indicators were analysed. In total 471 longwalls in 11 coal mines

were analysed, including 277 longwalls that were mined in the period of 2011 to 2016 and 194 longwalls

scheduled for exploitation in the years 2017 to 2021.

Correlation analysis was used to evaluate the relationships between nuisance and the operating costs

of longwalls. The analysis revealed a strong correlation between the level of nuisance and the operating

costs of the longwalls under study. The design of the longwall schedule should therefore also take into

account the nuisance arising from the geological and mining conditions of the operations. Selective

operations management allows for the optimization of costs for mining in underground mines using the

longwall system. This knowledge can also be used to reduce the total operating costs of mines as a result

of abandoning the mining operations in entire longwalls or portions of longwalls that may be permanently

unprofitable. Currently, underground mines do not employ this optimization method, which even more

emphasizes the need for popularizing this approach.

Celem artykułu jest analiza zmienności metanonośności pokładów węglowych w złożu Dębieńsko i powiązanie jej z budową geologiczną tego złoża oraz przedyskutowanie możliwości wystąpienia potencjalnego zagrożenia metanowego w rejonach przyszłej eksploatacji węgla, a także gospodarczego wykorzystania metanu. Złoże węgla kamiennego Dębieńsko znajduje się w zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na granicy fałdowej i dysjunktywnej strefy tektonicznej. Eksploatacja węgla w tym obszarze zakończyła się w 2000 r., jednak zainteresowanie tym złożem jest obecnie duże z uwagi na plany wszczęcia wydobycia węgla koksującego. Obszar złoża Dębieńsko jest stosunkowo dobrze rozpoznany geologicznie, m.in. z uwagi na głębokie wiercenia (do 2000 m) wykonane w jego obrębie. Warunki metanowe złoża są zróżnicowane, metanonośność wzrasta wraz z głębokością zgodnie z tzw. modelem północnym zmienności ilości metanu w GZW, zgodnie z którym pod kilkusetmetrową strefą naturalnie odgazowaną występuje strefa wysokometanowa, która w badanym obszarze rozdziela się dodatkowo na dwie podstrefy metanonośne – płytszą występującą na głębokości około 1000 m i głębszą na 1700–1900 m. Obie strefy rozdziela interwał obniżonej metanonośności. Do najistotniejszych przyczyn takiego rozkładu należą: temperatura i ciśnienie warunkujące adsorpcję metanu w pokładach węgla, a także obecność nieprzepuszczalnego pakietu iłowców i mułowców serii mułowcowej oraz budowa petrograficzna i stopień uwęglenia pokładów. Metanonośność złoża zmienia się też lateralnie głównie w zależności od tektoniki obszaru. Szczególną rolę odgrywa tu tzw. antyklina knurowsko-leszczyńska, w której stwierdzono podwyższoną ilość metanu w pokładach węgla w stosunku do obszarów sąsiednich oraz nasunięcie orłowskie wraz z systemem równoleżnikowych uskoków o reżimie tensyjnym, mogących stanowić drogi migracji metanu. Struktury te powinny być brane pod uwagę jako potencjalne źródła zagrożenia metanowego w przyszłej kopalni oraz jako perspektywiczne z punktu widzenia poszukiwania metanu jako kopaliny.