تاثیر فشار گاز بر بیرون زدگی زغال سنگ و گاز: مطالعه موردی حوزه زغالی طبس

Abstract

زغالسنگ حدود 30.1 % از نیازهای جهانی انرژی را تأمین می کند، بیش از 40 % برق جهان را تولید می کند و در تولید 70 ٪ فولاد جهان استفاده می شود. تردیدی نیست که زغالسنگ همچنان در آینده، نقش مهمی خواهد داشت. با وجود شرایط سخت استخراج زیرزمینی، روشهای مدرن معدنکاری به طور قابل توجهی ایمنی معادن را بهبود بخشیده است. با این حال، حوادث زیرزمینی استخراج زغالسنگ هنوز سالانه هزاران کشته بر جای می گذارد. انتشار گاز معدن زغالسنگ )متشکل از عمدتا متان و دی اکسید کربن(، که همراه با فعالیت های استخراج زغالسنگ رخ میدهد، مدتها است که به عنوان تهدید اصلی برای ایمنی معدن شناخته شده است. به طور دقیقتر، وقتی که غلظت متان از 5 تا 15 % در هوا باشد، یک گاز منفجره است و دی اکسید کربن میتواند اثرات فیزیولوژیکی مخربی بر متابولیسم انسان در غلظت بالای 2 % در هوا داشته باشد. به منظور حفظ غلظت این گازهای مضر در زیر آستانه ایمنی، سیستمهای تهویه برای معادن زغالسنگ ضروری است. در سالهای اخیر، با کاهش منابع زغالسنگ کم عمق ، استخراج زغالسنگ به افق های عمیق تری رسیده است، که با افزایش محتوای گاز لایه زغالسنگ، میزان انتشار گاز بالاتر، افزایش تنش برجا و وزن روباره و کاهش نفوذپذیری در مناطق تولید روبرو است. یک بیرونزدگی به پرتاب خود به خودی و فوری زغالسنگ )یا دیگر سنگهای همراه( و گاز از یک سطح زغالسنگ جامد به جبهه کار معدن شناخته می شود. وقوع این پدیده می تواند تجهیزات موجود در محل استخراج را از بین ببرد و حتی منجر به تلفات شود. علاوه بر این، انتشار بیش از حد گاز در مدت زمان کوتاه می تواند به طور قابل توجهی غلظت گاز را در هوای تهویه افزایش دهد و منجر به بلایای ثانویه مانند انفجارهای متان، انفجارهای گرد و غبار و آتش سوزی شود. در این پژوهش تاثیر فشار گاز بر پدیده مورد مطالعه در یکی از تونل های فرعی کارگاه 4E لایه زغالی 1C معدن پروده یک طبس که در عمق 472 متری از سطح زمین قرار دارد، در نرم افزار Phase 2 ، با فرض وجود یک مخزن گاز با استفاده از معیار شکست ناپایدار بررسی شده است.