Fast evaluation of the coalbed methane content of coal viewed as an element leading to improvement in exploitation conditions

• Autorzy: Skoczylas N.

Identyfikatory

DOI

10.1515/gospo-2016-0017

Warianty tytułu

PL

Szybka ocena metanośności węgla jako element poprawy warunków eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Methane, as a co-occurring compound, can be found in the majority of coal basins all over the world. The knowledge of methane content is a basic piece of information used in balancing and describing a given coal seam, in conducting safe exploitation – with methane hazards and methane and rock outburst hazards in mind – as well as in less common procedures, such as coal seam fracturing and methane extraction, or storing carbon dioxide in off-balance coal seams. The author of the present paper outlines a thoroughly modified desorbometric method used to analyze the coal-methane system. The research object, in underground conditions, is the full process of releasing methane from coal, which makes it possible to determine gas losses, the desorbable methane content, and the effective diffusion coefficient. This type of research can be conducted in less than 24 hours due to the reduction of the grain fraction of the analyzed bore dust. The thorough research in underground conditions was preceded by a model analysis of the simultaneous impact of the desorbable methane content in coal and the effective diffusion coefficient upon the value of the desorption indensity index. The influence of a grain fraction on the kinetics of methane release from coal was described, and the 0.20–0.25 [mm] grain fraction was selected. The choice of this particular fraction made it possible to register the full process of methane release from coal, in the assumed time. […]

PL

Metan jako kopalina towarzysząca występuje w większości zagłębi węglowych na świecie. Wiedza o zawartości metanu w węglu jest podstawową informacją wykorzystywaną do bilansowania i opisywania złoża, prowadzenia bezpiecznej eksploatacji węgla w obliczu zagrożeń metanowych oraz wyrzutami metanu i skał, czy też rzadszych działań, jak próby szczelinowania pokładu i pozyskiwania metanu, bądź składowania CO₂ w pokładach pozabilansowych. Autor przedstawia głęboko zmodyfikowaną metodę desorbometryczną wykorzystaną do analizy układu węgiel–metan. Badaniu w warunkach kopalnianych podlega pełen proces uwalniania metanu z węgla, co pozwala na określenie strat gazu, desobowalnej zawartości metanu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji. Możliwość przeprowadzenia tego typu badań w czasie poniżej 24 godzin daje obniżenie klasy ziarnowej analizowanych zwiercin. Obszerne badania kopalniane poprzedzone zostały analizą modelową dotyczącą jednoczesnego wpływu desorbowalnej zawartości metanu w węglu oraz efektywnego współczynnika dyfuzji na wartość wskaźnika intensywności desorpcji. Opisany został wpływ klasy ziarnowej na kinetykę emisji metanu z węgla oraz dokonany został wybór klasy ziarnowej 0,20–0,25 mm, której zastosowanie pozwoliło na rejestrację pełnej emisji metanu z węgla w zakładanym czasie. [...]

Słowa kluczowe

EN

methane emission; coalbed methane content; methane outbursts; rock outburst; methane hazard

PL

emisja metanu; metanonośność węgla; zagrożenie wyrzutami metanu; zagrożenie wyrzutami skał; zagrożenie metanowe

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 32, z. 2
• Strony: 153--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Skoczylas N.

• The Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków

Bibliografia

• [1] Dutka et al. 2013 – Dutka, B., Kudasik, M., Pokryszka, Z., Skoczylas, N., Topolnicki, J., Wierzbicki, M. 2013. Balance of CO2/CH4 exchange sorption in a coal briquette. Fuel Processing Technology 106, pp. 95–101.
• [2] Gawor, M. and Skoczylas, N. 2014. Sorption Rate of Carbon Dioxide on Coal. Transport in Porous Media 101(2), pp. 269–279.
• [3] Praca nr 530002101/36. Metoda bezpośrednia – otworowa określania zawartości metanu w pokładach węgla 1976. GIG KD „Barbara”.
• [4] Kudasik, M. 2016. The manometric sorptomat – an innovative volumetric instrument for sorption measurements performed under isobaric conditions. Measurement Science and Technology 27(3).
• [5] Pillalamarry et al. 2011 – Pillalamarry, M., Harpalani, S. and Liu, S. 2011. Gas diffusion behaviour of coal and its impact on production from coalbed methane reservoirs. International Journal of Coal Geology 86, pp. 342–348.
• [6] PN G-44200:2013, Mining – Determining of Methane Content In Coal Seams – Drilling Method.
• [7] Ryszka, M. and Sporysz, G. 2008. Weryfikacja bezpośredniej metody oznaczania metanonośności pokładów węgla kamiennego stosowanej w polskim górnictwie, część II – porównania międzylaboratoryjne oznaczenia metanonośności węgla. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 9.
• [8] Skoczylas, N. 2012. Coal Seam Methane Pressure as a Parameter Determining the Level of the Outburst Risk–Laboratory and in Situ Research. Archives of Mining Sciences 57(4), pp. 861–869.
• [9] Skoczylas, N. 2014. Estimating gas and rock outburst risk on the basis of knowledge and experience–the expert system based on fuzzy logic. Archives of Mining Sciences 59(1), pp. 41–52.
• [10] Skoczylas, N. 2015. Analyzing the parameters of the coal-gas system by means of a low-cost device based on a flow meter. Adsorption Science & Technology 9.
• [11] Stączek, A. and Simka, A. 2004. Graniczny wskaźnik intensywności desorpcji gazu z węgla jako podstawowy parametr zagrożenia wyrzutowego charakteryzujący stopień nasycenia gazem pokładów węgla. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 42(12).
• [12] Tarnowski, J. 1992. Stosowane w kraju metody oznaczeń gazonośności złożowej. Przegląd Górniczy 9.
• [13] UP RP: P398973 Sposób rejestracji przebiegu emisji gazu desorbującego i analizator emisji gazu desorbującego.
• [14] Wierzbicki, M. 2013. Changes in the sorption/diffusion kinetics of a coal-methane system caused by different temperatures and pressures. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(4).
• [15] Wierzbicki, M. and Skoczylas, N. 2014. Evaluation and management of the gas and rock outburst hazard in the light of international legal regulations. Archives of Mining Sciences 59(4).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.