نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک دانشگاه شاهرود

2 دانشکده مهندسی معدن و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

روش گازکردن زیرزمینی زغالسنگ (UCG) یکی از روش‌هایی است که امروزه برای استخراج لایه‌‌های زغال‌سنگ مورد توجه جدی قرار گرفته است. در روش UCG، لایه‌های زغال‌سنگ با ضخامت‌های مختلف و در اعماق متفاوت بدون نیاز به عملیات معدن‌کاری سنتی به‌صورت برجا در زیرزمین به گاز سنتزی تبدیل می‌شود. فرآیند گازکردن زغالسنگ در پهنه‌های استخراجی سبب ایجاد دمایی بیشتر از 1000 درجه سانتی‌گراد می‌شود که به شدت بر روی خصوصیات سنگ‌های مجاور پهنه‌های استخراجی اثر می‌گذارد. با برآورد میدان‌های دمایی در اطراف پهنه‌های می‌توان رفتار لایه‌های اطراف کارگاه استخراج که دارای گرادیان دمایی مختلف هستند، را با دقت بیشتری  بررسی کرد و میزان نفوذ حرارت در جهت‌های مختلف در اطراف کارگاه استخراج را پیش‌بینی کرد. در این تحقیق نتایج مدل‌سازی عددی سه بعدی کارگاه استخراج UCGبا استفاده از نرم افزار المان محدود COMSOLارایه شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد، در مدت گازکردن زغالسنگ پهنه استخراجی، دما در سنگ‌های طبقات سقف، کف و پایه‌ی بین دو پهنه به ترتیب 7/1، 4/1 و 2/1 متر نفوذ می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimation of Temperature Distribution in Surrounding Rocks of Underground Coal Gasification (UCG) Panels

نویسنده [English]

  • S.E Jalali 2

2 Associate Professor, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology

چکیده [English]

 
Today, underground coal gasification (UCG) has been seriously considered for exploitation of coal seams. The UCG method is an alternative process for converting the world’s coal resources into energy, liquid fuels and chemicals. In the UCG method, steam and air or oxygen is injected into an underground coal seam and combustible gas is produced in-situ by igniting and burning of coal. During the process of UCG, the temperature in the gasification panel may be more than 1000 °C. Thus, rocks and coal in the vicinity of the gasification panels are exposed to high temperatures. The mechanical, physical and thermal properties of rocks are modified under the influence of the temperature. An estimation of the temperature fields around the gasification panels is important for further study of the lithology and temperature expansion stresses of the rock. In this research, numerical simulation with COMSOL Multiphysics software was used to analyze the distribution of a stable temperature field in the surrounding rocks during the process of UCG. The results showed the temperature gradually decreases from gasification panel to ambient temperatures. The heat penetrates in the roof, floor and pillar 1.7, 1.4 and 1.2 meters, respectively.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Underground Coal Gasification (UCG)
  • temperature distribution
  • gasification panel
  • COMSOL Multiphysics software