بررسی اثر حرارت بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ های دربرگیرنده پهن ه های استخراجی روش UCG

چکیده
 لایه های ( UCG: Underground Coal Gasification) در فرآیند گاز کردن زیرزمینی زغال سن زغال سنگ با ضخامت های مختلف و در اعماق متفاوت بدون نیاز به عملیات معدن کاری سنتی با یک فرآیند پیشرفته ترمومکانیکی و شیمیایی به صورت برجا در زیرزمین به گاز سنتزی تبدیل می شود ( حفاری چاه تزریق و تولید تا سطح لایه زغالسنگ و سپس ایجاد ارتباط بین دو چاه و در
 انتها شروع عملیات آتش زدن) و گاز حاصله طی فرآیندهای نسبتاً ساد های به انواع محصولات حامل انرژی از جمله متان، هیدروژن، منواکسیدکربن، سوخت مایع و همچنین محصولات پتروشیمیایی همانند بنزن تبدیل م یگردد. در این شرایط در اثر سوختن و گازکردن زغالسنگ در زیرزمین، فضای استخرجی ایجاد می شود که در آن دمایی بین 700 تا 1000 درجه سانت یگراد ایجاد می شود که ممکن است در مواقعی به 1500 درجه سانتی گراد نیز برسد. بنابراین شرایطی بوجود می آید که سن گها و لایه زغالسنگ در مجاورت پهنه استخراجی در مجاورت دمای بالا قرار م یگیرند. دمای ایجاد شده باعث تغییر در خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ های دربرگیرنده می شود. در این تحقیق با بررسی تاثیر دما بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ های رسوبی اطراف یک روند کلی از نحوه ی تاثیر دما برخصوصیات فیزیکی و مکانیکی ، UCG کارگاه های استخراج به UCG سنگ های رسوبی بیان شده است و در نهایت با مدلسازی عددی یک کارگاه استخراج پرداخته شده است. نتایج بررسی UCG اهمیت بررسی انتشار دما در اطراف یک پهنه استخراجی شده بیانگر آن است که خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سن گها به شدت به تغییرات دما وابسته هستند. از میان این خصوصیات، مقاومت فشاری تک محوری بیشتر به دما وابسته است در حالی که چگالی و نفوذپذیری و تخلخل وابستگی کمتری دارند. تغییر خصوصیات سنگ ها به دما به شدت به خصوصیات سنگ ( شامل نوع سنگ، تخلخل اولیه و ساختار سنگ)، شرایط آزمایش ( نرخ افزایش گرما)، شرایط زمین شناسی ( عمق و ناپیوستگی ها) و غیره وابسته است.

واژه های کلیدی:

گاز کردن زیرزمینی زغالسنگ ( UCG) ، خصوصیات فیزیکی ومکانیکی ، دما

نویسندگان :

مهدی نجفی ، سید محمد اسماعیل جلالی ، رضا خالوکاکایی

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)