Hard coal mining in India and the opportunities for application of foregoing demethanization in Moonidih colliery

• Autorzy: Wierzbicki M.

Identyfikatory

DOI

10.24425/118649

Warianty tytułu

PL

Górnictwo węgla kamiennego w Indiach i problem odmetanowania wyprzedzającego na przykładzie kopalni Moonidih

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the current situation as well as the perspectives for hard coal extraction in India, a global leader both in terms of hard coal output and import volumes. Despite this, over 300 million people lack access to electricity in this country. The main energy resource of India is hard coal and Coal India Limited (CIL) is the world’s biggest company dealing with hard coal extraction. CIL has over 450 mines, employs over 400,000 people, and extracts ca. 430 million tons of hard coal from its 471 mining facilities. India is planning the decisive development of hard coal mining to extract 1.5 billion tons in 2020. Hard coal output in India can be limited due to the occurrence of various threats, including the methane threat. The biggest methane threat occurs in the mines in the Jharia basin, located in East India (the Jharkhand province), where coal methane content is up to ca. 18 m³/Mg. Obtaining methane from coal seams is becoming a necessity. The paper provides guidelines for the classification of particular levels of the methane threat in Indian’s mines. The results of methane sorption tests, carried by the use of the microgravimetric method on coal from the Moonidih mine were presented. Sorption capacities and the diffusion coefficient of methane on coal were determined. The next step was to determine the possibility of degassing the seam, using numerical methods based on the value of coal diffusion coefficient based on Crank’s diffusion model solution. The aim of this study was the evaluation of coal seam demethanization possibilities. The low diffusivity of coal, combined with a minor network of natural cracks in the seam, seems to preclude foregoing demethanization carried out by means of coal seam drilling, without prior slotting.

PL

W pracy przedstawiono sytuację aktualną oraz perspektywy wydobycia węgla kamiennego w Indiach. Kraj ten należy do światowych liderów zarówno pod względem produkcji węgla kamiennego, jak i wielkości importu. Mimo to w kraju tym ponad 300 milionów ludzi jest pozbawionych dostępu do energii elektrycznej. Głównym surowcem energetycznym Indii jest węgiel kamienny. Największą na świecie firmą wydobywającą węgiel kamienny jest Coal India Limited (CIL). Posiada ona ponad 450 kopalń, zatrudnia ponad 400 000 ludzi i wydobywa około 430 mln ton węgla. Indie planują zdecydowany rozwój górnictwa węgla kamiennego do poziomu 1,5 mld ton w 2020 r. Problemem podziemnego górnictwa węgla kamiennego w tym kraju staje się zagrożenie metanowe. Największe zagrożenie występuje w kopalniach w Zagłębiu Jharia zlokalizowanym we wschodniej części Indii. Metanonośność węgla jest bardzo wysoka i wynosi do około 18 m³/Mg. Koniecznością staje się pozyskiwanie metanu z pokładów węgla. W pracy podano zasady zaliczania do poszczególnych stopni zagrożenia metanowego. Przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych przeprowadzonych metodą mikrograwimetryczną na węglu pobranym z kopalń Monnidih. Przedstawiono wyniki analizy technicznej węgla oraz analizy mikroskopowej. Wyznaczono zdolności sorpcyjne metanu na węglu oraz oszacowano kinetykę odmetanowania pokładu, przy wykorzystaniu metod numerycznych, na podstawie znajomości współczynnika dyfuzji węgla na podstawie uniporowego modelu dyfuzji Cranka. Celem badań była ocena możliwości wyprzedzającego odmetanowania pokładów. Niska dyfuzyjność węgla w połączeniu z niewielką siecią spękań naturalnych w pokładzie daje słabe perspektywy odmetanowania wyprzedzającego wykonywanego otworami w pokładzie bez użycia wcześniejszego szczelinowania.

Słowa kluczowe

EN

Indian mining; obtaining methane; hard coal; demethanization

PL

górnictwo indyjskie; pozyskiwanie metanu; pokład węgla; odmetanowanie wyprzedzające

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 34, z. 2
• Strony: 137--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wierzbicki M.

• The Strata Mechanics Research Institute, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Crank, J. 1975. The Mathematics of diffusion, 2nd ed. Oxford Univ. Press, London.
• [2] Paul, S. and Chatterjee, R. 2011. Mapping of cleats and fractures as an indicator of in-situ stress orientation, Jharia coalfield, India. International Journal of Coal Geology 88, pp. 113–122.
• [3] Ferris, D. 2014. Indian Microgrids Aim to Bring Millions Out of Darkness by David Ferris: Yale Environment 360.
• [4] Kumar et al. 2015 – Kumar, H., Mishra, S. and Mishra, M.K. 2015. Petrographical Characteristics of Bituminous Coal from Jharia Coalfield India: It’s Implication on Coal Bed Methane Potentiality: Procedia Earth and Planetary Science 11, pp. 38–48.
• [5] Narayan, S. 2016. Predictability within the energy consumption–economic growth nexus: Some evidence from income and regional groups. Econ Model 54, pp. 515–21, DOI: 10.1016/j.econmod.2015.12.037.
• [6] Pappas, D. and Chalvatzis, K.J. 2017. Energy and Industrial Growth in India: The Next Emissions Superpower? Energy Procedia 105, pp. 3656–3662.
• [7] Pillalamarry et al. 2011 – Pillalamarry, M., Harpalani, S. and Liu, S. 2011. Gas diffusion behavior of coal and its impact on production from coalbed methane reservoirs. International Journal of Coal Geology 86, pp. 342–348.
• [8] Singh et al. 2013 – Singh, A.K., Sharma, M. and Singh, M.P. 2013. SEM and reflected light petrography: A case study on natural cokes from seam XIV, Jharia coalfield, India. Fuel 112, pp. 502–512.
• [9] Shankar, U. 2014. Coal – Backbone of World Economy. In: 5th Coal Summit, New Delhi, pp. 44–49.
• [10] Singh, A.K. and Kumar, J. 2016. Fugitive methane emissions from Indian coal mining and handling activities: estimates, mitigation and opportunities for its utilization to generate clean Energy. Energy Procedia 90, pp. 336–348.
• [11] Timofejew, D.P. 1967. Adsorption kinetic. 335 pp., Leipzig.
• [12] Viana et al. 2002 – Viana, M., Jouannin, P., Pontier, C. and Chulia, D. 2002. About pycnometric density measurements, Talanta Vol. 57, Issue 3, 24 May 2002, pp. 583–593.
• [13] WEO . World Energy Outlook. Int Energy Agency 2014, 690 pp., DOI : 10.1787/20725302.
• [14] Wierzbicki, M. 2013. The effect of temperature on the sorption properties of coal from Upper Silesian Coal Basin, Poland. Archives of Mining Sciences Vol 58, No 4.
• [15] World Bank. World Development Indicators – Electric Power Consumption (kWh per capita). 2015. DOI : http://dx.doi.org/10.5257/wb/wdi/2015-09-14.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).