بخشی از مقاله
مزيت هاي اقتصادي زهکشي و بازيابي گاز متان در معادن زغال سنگ
چکيده :
در معادن بزرگ زغال سنگ در کنار استخراج حجم وتناژ بالاي زغال سنگ بايد ايمني در مقابل انفجار گاز متان نيز رعايت شود. واضح است با افزايش استخراج زغال سنگ ، خطر انفجار نيز افزايش مي يابد. اين در حالي است که در صورت زهکشي و بازيابي به موقع گاز متان و استخراج آن نه تنها ايمني کافي در معادن زغال سنگ تامين مي گردد بلکه در گرو اين پيشگيري ، سود اقتصادي نيز افزايش مي يابد زيرا هزينه هاي زهکشي گاز متان در مقابل امتيازاتي همچون توليد برق از گاز زهکشي شده ، اعتبار کربن ، فرصت در جهت استخراج بيشتر و همچنين امتيازات زيست محيطي جبران مي گردد.
در مقاله پيش رو مزيت هاي اقتصادي حاصل از بکارگيري فناوري هاي نوين زهکشي متان در معادن زغال - سنگ مرور شده است .
آليد واژه ها:مزيت ، اقتصاد، زغال سنگ ، متان ، زهکشي
مقدمه :
در معادن زغال سنگ پيشرفته براي به دست آوردن بازده مالي قابل قبول از سرمايه ، توليد تناژ بالايي از زغال سنگ ضرورت دارد.
افزايش ميزان استخراج زغال سنگ معمولا باعث افزايش گاز متان در خروجي مي شود. از يک طرف توليد بدون وقفه زغال سنگ نبايد به دليل عدم توانايي در جلوگيري از خروج گاز متان محدود شود، و از طرف ديگر تخلف از استانداردهاي ايمني گاز باعث انفجار مي شود و زندگي انسان ها را به خطر مي - اندازد. در کنار تأثيرات مستقيم حوادث مخرب بر روي انسان ها خسارت هاي ديگري را نيز مانند تعهدات کيفري ، توقف توليد و جرائم بر طبق مقرارت به بار مي آورد.
هزينه يک حادثه مخرب براي يک شرکت بزرگ معدني (شامل هزينه هاي قانوني ، جبران خسارات و جرائم ) حدود ٢ ميليون دلار تا بيش از ٨ ميليون دلار مي باشد.
در بعضي ازکشورها يک حادثه جدي در يک معدن منجر به تعليق معدن براي چند هفته مي شود. زيرا کارشناسان بايد بررسي هاي لازم را انجام دهند تا از تکرار آن جلوگيري نمايند.
هزينه هاي زهکشي متان بخشي از هزينه هاي معدن کاري و هزينه هاي عملياتي مي باشد. بنابراين توجيه کافي براي سرمايه گذاري در استخراج مؤثر گاز وجود دارد. با استفاده از يک روش استخراج مکانيزه در شرايط زمين شناسي مناسب مي توان سالانه ٢ تا ۴ ميليون تن زغال سنگ استخراج کرد.
اگر قيمت زغال سنگ t.$40 باشد در صورت خروج گاز متان و توقف توليدات براي ١٠٪ از زمان ،هزينه اين توقف به طور ساليانه از ٨ تا ١۶ ميليون دلار مي باشد .
لذا استفاده از سيستم هاي زهکشي متان و سرمايه گذاري براي استخراج گاز متان يک فرصت مناسب براي ايجاد در آمد اضافي مي باشد. [١،٢،٣]
بحث :
اهميت زهکشي گاز متان در معادن زغال سنگ
زغال سنگ از جمله منابع انرژي است که از ديرباز مورد استفاده بشر بوده است و با توجه به اثرات سوء زيست محيطي ناشي از احتراق زغال سنگ به دليل وجود گاز متان درون آن ، تلاش هاي فراواني به منظور ابداع روش ها و فن آوري هاي نوين در جهت کنترل و کاهش آلودگي هاي حاصل از اين فرايند و افزايش راندمان آن صورت گرفته است .
به طور کلي سه دليل اوليه براي بازيابي متان در معادن زغال سنگ وجود دارد:
اولين دليل براي افزايش ايمني معدن است . يکي از محصولات جانبي فرايند زغال شدن ، گاز متان مي باشد. گاز متان به شکل هاي مختلف درمعادن زغال سنگ تجمع و هواي معدن را آلوده مي سازد و يکي از خطرناآترين حالت هاي گاز متان ، فوران آني گاز مي باشد آه مي تواند ميزان ريسک انفجار را در معدن بالا ببرد و انفجار گاز متان ازجمله حوادث خطرناآي مي باشد آه در مقايسه با ديگر حوادث معدن بيشترين تلفات و خسارات را از خود بجاي مي گذارد و علاوه بر تلفات ناشي از خود انفجار دراثر پيدايش گازهاي سمي بعد از انفجار، تلفات بعدي را نيز به دنبال خواهد داشت و نيمي از تلفات انفجارات گازمتان ، مربوط به مسموم شدن و مرگ افراد در اثر گازهاي سمي ناشي از انفجار مي باشد بنابراين لازم است بعد از انفجار با استفاده از تجهيزات خاص و افراد زبده عمليات نجات و بازيابي معادن را انجام داد. در سراسر جهان هزاران مرگ و مير ثبت شده از انفجار معدن وجود دارد که درآن متان يک عامل تشديد کننده است .
استفاده از سيستم هاي زهکشي متان مي تواند غلظت متان را کاهش دهد و در نهايت نياز به تهويه را کاهش دهد.
دومين دليل براي پيشرفت اقتصادي معادن است . در سيستم هاي زهکشي از طريق کاهش انتشار و جلوگيري از انفجار و خروج ناگهاني مي توان متان را بازيابي کرده و به عنوان سوخت در معدن و يا براي استفاده هاي ديگر به فروش رساند .
سومين دليل براي بازيابي متان و استفاده آن اين است که محيط زيست محلي وجهاني از آن سود مي برد. چون متان به عنوان يک گاز گلخانه اي براي محيط زيست زيان آور است .تصويرهاي ماهواره اي يخ هاي قطب شمال آه به ترتيب در سالهاي ١٩٨٠ و درسال ٢٠٠٣گرفته شده ، گوياي ميزان بسيار نگران آننده تأثيرگذاري سياست مصرف انرژي دو دهه اخير در زيست بوم آره زمين است و نشان مي دهد آه در اين مدت بالغ بر ١.۶ميليون آيلومتر مربع از سطح يخ - هاي قطب شمال آاملا آب شده و ضخامت يخ هاي باقيمانده نيز آاهش يافته است .
در عين حال بازيابي و استفاده از متان به چند دليل به طور گسترده رواج نيافته است . نخست اين که در فرآيندهاي صنعتي که گاز منتشر مي کنند، متان يک موضوع ثانويه است . براي مثال ، معدن هاي زغال سنگ خواهان خارج کردن متان از محيط معدن هستند، زيرا که متان خاصيت انفجاري دارد. از روزگاران قديم ، شرکت هاي استخراج کننده زغال سنگ هيچ گاه متان را به عنوان يک منبع انرژي تلقي نکرده - اند. دوم اين که احتمالا افرادي که مسئول اين فرايندها هستند با فن آوري هاي موجود براي بازيافت متان يا امکان استفاده هاي سودآور از اين گاز آشنايي ندارند. اين امر به خصوص در کشورهاي در حال توسعه مصداق دارد. در اين کشورها، بالا بردن اطلاعات و آموزش هاي فني مي تواند در افزايش حمايت از پروژه هاي بازيابي متان مؤثر باشد. سرانجام ، در بسياري از کشورها، بازارهاي انرژي کارکرد بسيار ضعيفي دارند و صنايع همگاني که از نظر مالي ناتوان هستند، قادر به جذب سرمايه هاي بخش خصوصي براي پروژه هاي جمع آوري و استفاده از متان نمي باشند.
يک مشارکت بين الملي جديد که توسط ايالت متحده پشتيباني مي شود به دنبال بهبود بازيابي و استفاده از متان به عنوان يک منبع انرژي پاک است . مشارکت متان به بازارها که در نوامبر ٢٠٠۴ آغاز شده است يک برنامه دولتي – خصوصي است که با همکاري ١۵ دولت و بيش از ٩٠ سازمان که متعهد به دستيابي به مزاياي اقتصادي ، محيط زيستي و انرژي مي باشند، اجرا مي شود.
در معادن زغال سنگ براي کاهش خطرات انفجار، متان پيش يا پس از استخراج ماده معدني به بيرون معدن منتقل مي شود. تزريق بصورت گاز طبيعي درخطوط لوله براي نيروگاه هاي توليد برق و استفاده به عنوان سوخت وسايل نقليه از کاربردهاي متان خارج شده از معادن است .
ساليانه حدود ۴١-٢٩ميليارد متر معکب متان در معادن زغال سنگ جهان آزاد مي شود ٢.٣ ميليارد متر معکب از اين گاز براي مصارف سوختي است و باقيمانده متان در اتمسفر پخش مي شود که اين نشان - دهنده هدر رفتن اين منابع انرژي ارزشمند است .
