Materiały konferencyjne SEP 2020

Układy energetyczne pozwalające na gospodarcze wykorzystanie metanu zlokalizowane więc muszą być na terenie kopalni, bądź w bliskim jej sąsiedztwie. Wytwarzanie energii w tym przypadku może wiązać się z wytwarzaniem ciepła użytkowego, lub wytwarzaniem energii elektrycznej i ciepła odpadowego w tzw. układach skojarzonych kogeneracyjnych. Układy trój- generacyjne pozwalają na dodatkowo wytworzyć chłód. Metan z systemów odmetanowania może być również wykorzystany do produkcji gazu sie- ciowego. Wymaga to jednak zastosowania technologii, która pozwoli zwiększyć parametry metanu, w celach wymagań dla gazu sieciowego. Alternatywnym sposobem zagospodarowania gazu z odmetanowania kopalń węgla ka- miennego jest proces jego oczyszczenia i skroplenia do postaci LNG. Tak uzyskany ciekły produkt zawiera 97% CH 4 i 3% N 2 i stanowi, po jego regazyfikacji, paliwo o właściwościach praktycznie tożsamych z sieciowym gazem ziemnym. Zasadnicze różnice polegają na tym, że LNG z gazu z odmetanowania nie zawiera węglowodorów wyższego rzędu i nie zawiera wody, która jest całkowicie usunięta przed rozpoczęciem procesów kriogenicznych. Metan który wydzielił się do wyrobisk, wraz z powietrzem wentylacyjnym kierowany jest do szybów wentylacyjnych kopalni. Istnieją technologie pozwalające na wykorzystanie metanu z powietrza wentylacyjnego (VAM), a wśród ważniejszych z nich można wymienić:  Termiczny rewersyjny reaktor przepływowy (FTRR),  Katalityczny przepływowy reaktor rewersyjny (CFRR),  Koncentrator metanu,  Turbiny gazowe (CGT i CCGT),  Mikroturbiny,  Turbiny hybrydowe,  Inne. Większość z tych technologii pozwala na wykorzystanie metanu znajdującego się w powie- trzu w ilości 0,3–0,6% obj., niektóre wymagają wyższych stężeń, a inne pracują nawet w przy- padku stężenia od 0,1% obj. Na świecie prowadzone są prace badawcze nad możliwościami wykorzystania metanu z powietrza wentylacyjnego. Instalacja służąca do utylizacji metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń węgla kamien- nego składa się z następujących elementów:  urządzenia do pobierania mieszanki metanowo-powietrznej z szybu wentylacyjnego,  urządzenia do transportu mieszanki,  reaktorów spalających metan (wytwarzają spaliny i energię cieplną),  wymienników ciepła woda-gaz (możliwość wykorzystania energii cielnej),  kominów odprowadzających spaliny. STREFY DESORPCJI METANU PODCZAS EKSPLOATACJI ŚCIANOWEJ Prowadzenie eksploatacji pokładu węgla przyczynia się do odprężenia i spękania pokładu wę- gla oraz skał nadległych, jak również podległych. Powoduje to wielokrotny wzrost przepusz- czalności i umożliwia stosunkowo swobodny przepływ metanu ze strefy odprężonej do wyro- biska ścianowego. Występujący gradient ciśnienia, powoduje, że rozpoczyna się ruch masy ga- zu skierowany do wyrobiska, gdzie ciśnienie jest mniejsze od ciśnienia gazu zawartego w gó- rotworze. Charakter wydzielania się metanu do wyrobisk kopalnianych jest skomplikowany, bowiem zależy od wielu czynników geologicznych i górniczych (Szlązak N. i inni , 2015).