Arch. Min. Sci., Vol. 53 (2008), No 2, p

Podobne dokumenty
TYRE PYROLYSIS. REDUXCO GENERAL DISTRIBUTOR :: ::

PORTS AS LOGISTICS CENTERS FOR CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE OFFSHORE WIND FARMS - CASE OF SASSNITZ

SPIS TREŚCI SPIS WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ WSTĘP KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA SEKTORA ENERGETYCZNEGO W POLSCE... 14

Economical utilization of coal bed methane emitted during exploitation of coal seams energetic and environmental aspects

Archives of Mining Sciences 50, Issue 2 (2005)

Underground mining systems for steep coal seams

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

The role of coal in the Polish energy system. Piotr Kisiel Energy Expert Energy Department Ministry of Economy, Poland

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

BADANIA INSTALACJI UTYLIZACJI METANU Z KOPALŃ IUMK-100 W JASTRZĘBSKIEJ SPÓŁCE WĘGLOWEJ S.A. W KOPALNI JAS-MOS

MODELOWANIE UKŁADÓW ELEKTROCIEPŁOWNI GAZOWO-PAROWYCH ZINTEGROWANYCH ZE ZGAZOWANIEM BIOMASY

System optymalizacji produkcji energii

Wojewodztwo Koszalinskie: Obiekty i walory krajoznawcze (Inwentaryzacja krajoznawcza Polski) (Polish Edition)

Underground mining systems for steep coal seams

CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH CLEAN COAL TECHNOLOGY CENTRE. ... nowe możliwości. ... new opportunities

Projekt Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification (HUGE)

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

PRODUCTION HALL OFFER

MaPlan Sp. z O.O. Click here if your download doesn"t start automatically

Odmetanowanie węglaw Podziemne zgazowanie węglaw. Waldemar Mróz,, Wiceprezes, Katowicki Holding Węglowy W

Karpacz, plan miasta 1:10 000: Panorama Karkonoszy, mapa szlakow turystycznych (Polish Edition)


Badanie możliwości transportowania mieszaniny gazu ziemnego z wodorem gazociągami z tworzyw sztucznych.

KONSTRUKCJE STALOWE STEEL CONSTRUCTIONS

Domy inaczej pomyślane A different type of housing CEZARY SANKOWSKI

Projekty badawcze realizowane w Centrum Czystych Technologii Węglowych. Dr Krzysztof Kapusta Centrum Czystych Technologii Węglowych GIG

DOI: / /32/37

Drogie Tłumaczki, drodzy Tłumacze!

OPIS KONSTRUKCJI DESIGN DESCRIPTION

SME Instrument & Fast Track to Innovation Programy wspierania innowacji dla MŚP sektora transportowego

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi

OpenPoland.net API Documentation

Struktury proponowane dla unikalnych rozwiązań architektonicznych.

PLANY I PROGRAMY STUDIÓW

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

Final LCP TWG meeting, Sewilla

Field of study: Oil and Gas Engineering Study level: First-cycle studies Form and type of study: Full-time studies. Auditorium classes.

Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła z odpadów Wartość dodana

Tychy, plan miasta: Skala 1: (Polish Edition)


poltegor - projekt sp. z o.o.

Conception of reuse of the waste from onshore and offshore in the aspect of

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

TRANSPORT W RODZINNYCH GOSPODARSTWACH ROLNYCH

AGREGATY W WERSJI CHŁODZĄCEJ I POMPY CIEPŁA


F-16 VIRTUAL COCKPIT PROJECT OF COMPUTER-AIDED LEARNING APPLICATION WEAPON SYSTEM POWER ON PROCEDURE

Uwagi na temat stosowania gazów obojętnych (azotu, dwutlenku węgla) do gaszenia pożaru w otamowanym polu rejony wydobywczego

Wskaźnik emisji metanu z kopalń węgla kamiennego w Polsce

Po dokonaniu poprawnej instalacji i uruchomieniu powinno wyświetlić się okno dialogowe rys.1

Energy Effectiveness and Economic Performance of Gas and Gas-Steam Combined Heat and Power Plants Fired with Natural Gas

Auditorium classes. Lectures

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Wojewodztwo Koszalinskie: Obiekty i walory krajoznawcze (Inwentaryzacja krajoznawcza Polski) (Polish Edition)

7.1. Modelowanie fizyczne 7.2. Modelowanie matematyczne 7.3. Kategorie modelowania matematycznego 7.4. Kategorie modelowania matematycznego 7.5.

Equipment for ultrasound disintegration of sewage sludge disseminated within the Record Biomap project (Horizon 2020)

Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego mchp

GLOBAL METHANE INITIATIVE PARTNERSHIP-WIDE MEETING Kraków, Poland

HAPPY ANIMALS L01 HAPPY ANIMALS L03 HAPPY ANIMALS L05 HAPPY ANIMALS L07

HAPPY ANIMALS L02 HAPPY ANIMALS L04 HAPPY ANIMALS L06 HAPPY ANIMALS L08

Szafa mroźnicza Freezing cabinet. Typ Type. Dane techniczne Technical data. Model Model SMI 04. SMI 04 Indus. Strona 1/9 Page 1/9

Employment. Number of employees employed on a contract of employment by gender in Company

Koncepcja sterowania hierarchicznego aktywną siecią dystrybucji

Analiza wrażliwości ekoefektywności technologii podziemnego zgazowania węgla

Ankiety Nowe funkcje! Pomoc Twoje konto Wyloguj. BIODIVERSITY OF RIVERS: Survey to teachers

PRZYSTAŃ ODNOWY KRAKÓW - PŁASZÓW HARBOR OF RENEVAL KRAKOW - PŁASZOW

dr inż. Magdalena Głogowska* ) dr inż. Jarosław Chećko* ) mgr inż. Tomasz Urych* ) mgr inż. Robert Warzecha* )

Installation of EuroCert software for qualified electronic signature

Nowoczesne technologie skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła

Kształtując przyszłość, jakiej chcemy. refleksje z raportu podsumowującego Dekadę Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju ( ).

III EUROPEAN ECOTOURISM CONFERENCE POLAND European Ecotourism: facing global challenges

POLISH HARD COAL MINING SECTOR - CURRENT STATE AND PERSPECTIVES

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

Udział partnerów polskich

Wprowadzenie do wybranych narzędzi i modeli do zrównoważonego planowania energetycznego na poziomie lokalnym: REAM i SEC-BENCH

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

Czyste Technologie Węglowe, zgazowanie węgla moŝliwości rozwoju

Emilka szuka swojej gwiazdy / Emily Climbs (Emily, #2)

Energy at sugar factory, environment and use of sugar beet pulp.

KATOWICE SPECIAL ECONOMIC ZONE GLIWICE SUBZONE and its influence on local economy KATOWICE SPECIAL ECONOMIC ZONE - GLIWICE SUBZONE

BARIERA ANTYKONDENSACYJNA

Zasoby i możliwości techniczne dla rozwoju i wdrożeń technologii geotermalnych i geotermicznych w Polsce"

Renewable Energy Sources

GLIKOLOWE PRZEMYSŁOWE CHŁODNICE POWIETRZA BRINE UNIT COOLERS

Recent Developments in Poland: Higher Education Reform Qualifications Frameworks Environmental Studies

BUDOWNICTWO PRZEMYSŁOWE INDUSTRIAL CONSTRUCTION

PLANY I PROGRAMY STUDIÓW

CWF - Piece komorowe ogólnego przeznaczenia

Water replace ZUZIA PW 19 tunnel

PLANY I PROGRAMY STUDIÓW

Działania w dziedzinie klimatu, środowisko, efektywna gospodarka zasobami i surowce

Updated Action Plan received from the competent authority on 4 May 2017

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

Gospodarcze wykorzystanie metanu z pok³adów wêgla na przyk³adzie rozwi¹zañ JastrzêbskiejSpó³kiWêglowejS.A.

KONKURENCYJNOŚĆ POLSKIEGO WĘGLA NA RYNKU SUROWCÓW ENERGETYCZNYCH

PLANY I PROGRAMY STUDIÓW

Specjalność ZRÓWNOWAŻONA ENERGETYKA. Nowe i odnawialne źródła energii

Wyjazdy dla studentów Politechniki Krakowskiej zainteresowanych studiami częściowymi w Tianjin Polytechnic University (Chiny).

Transkrypt:

Arch. Min. Sci., Vol. 53 (2008), No 2, p. 215 220 215 YU. F. VASYUCHKOV* UNCONVENTIONAL TECHNOLOGIES OF COAL SEAMS EXTRACTION AND PROCESSING NIEKONWENCJONALNE TECHNOLOGIE EKSPLOATACJI I PRZETWARZANIA POKŁADÓW WĘGLA Methods of conventional technologies of coal mining provide natural fuel and coke basic industrial regions. World extraction of the coal has achieved 6 billons tones. In the conventional modern machines and mechanized complexes are used. The power industrial infrastructure has created. But the industry is characterized the shortages. These ones include high labour-intensive, high energy capacity, high social hazard and very much volume of the empty rocks. Further development of coal industry in the conventional methods may be continued at the expense of the extensive ways. It is means the further development of the coal industry will require the increase of the shortages. Real alternative may be development of the unconventional the technologies in the coal industry as it is done in the ore production industry for instance, many hundreds of thousands tones are extracted with unconventional microbiotechnological methods. In this report the new view on the development and principles of the unconventional technologies in the coal industry is done. The ways of the technologies use on coal fields are carries out. The conceptual scheme of the unconventional technologies is done. Keywords: unconventional energy, underground coal, gasification, ucg Technologie konwencjonalne stosowane w górnictwie węglowym dostarczają naturalny nośnik energii również nośnik koksujący, do głównych ośrodków przemysłowych. Światowe wydobycie węgla osiąga ok. 6 mld ton rocznie. Nowoczesne górnictwo węgla jest wysoce zmechanizowane, wyposażone w zaawansowane kompleksy wydobywcze. Jednakże przemysł górniczy charakteryzuje się istotnymi, funkcjonalnymi wadami. Do nich można zaliczyć: duże nakłady pracy, wysoką energochłonność, wysoki stopień zagrożenia, wydobywanie wraz z węglem znacznej ilości skał płonych. Dalszy rozwój górnictwa, przy stosowaniu konwencjonalnych metod, może się odbywać przy znacznie wyższych kosztach, co oznacza powiększenie wad funkcjonalnych górnictwa. Alternatywą może być rozwój niekonwencjonalnych technologii w górnictwie węglowym, podobnie jak to się dzieje w górnictwie rud miedzi. Przykładem jest wydobywanie rud przy użyciu mikro biotechnologicznych metod. W artykule zarysowano zasady niektórych niekonwencjonalnych technologii (technologie podziemnego zgazowania węgla), które mogą być użyte w górnictwie węglowym. Zamieszczono schematy ideowe metod (rys. 1, 2 i 3). Słowa kluczowe: niekonwencjonalna energia, podziemna gazyfikacja węgla * MOSCOW STATE MINING UNIVERSITY, 6 LENINSKY AV., MOCSOW 119991, RUSSIA

216 In this time the useful extraction of energy from coal seams dose not achieve 7-9% of calorific capacity of the coal. These data are calculated at the expense energy expenditures in mining and transportation and conversion of the one into power generation. The labour-intensive of coal mining is fluctuated as 0.02-0.5 man-shift per tone and on fresh air is sent 10-12 tones on one tone of the extracted coal. Coal mining is accompanied by 25-28% empty rock. In coal mines 1-2 men are killed during one million tones extraction of the coal. Industrial procedures of coal extraction break the environments very much. Extracted mine s gases and mineral particles contribute to total warming of the Earth climate. The shortages require from mining science the insistent efforts for quests of new unconventional technologies of coal extraction. Moscow State Mining University has proposed unconventional technology for introduction in the methane content coal fields (Vasyuchkov & Vorobjev, 1996, 1997). The proposals include three stages of unconventional coal mining: drilling of boreholes from the surface to extracted coal seams, underground gasification of the coal seam and extraction of coal-bed methane mixing with gas of underground combustion of the coal. Cleaned mixed gases must be moved into the unit of combined cycle turbine for further power generation. The conceptual scheme of the unconventional technology is shown in the Fig. 1. Integrated unconventional technological scheme consist of several panels which are in technology too. Concentrated and cleaned gas mixer moves in combine cycle turbine where simultaneous extraction. The first panel is under gasification process of a coal seam and second panel services for coal-bed methane extraction to the surface pipeline system of coal-gas-energy complex. Coal of the first panel is extracted through boreholes by means of gasification process. Hot gases picking out from the production boreholes are collected and mixed with coalbed methane extracted from second panel. The cleaning and concentration processes are included into this power generation is produced. In the Fig. 1 three main blocks of this integrated coal-gas-electricity technology are shown: block of transformation of coal in hot combustible gasses (hydrogen, methane and on xide) and block of coal-bed methane extraction and block of power generation in combine cycle turbine. Next technology scheme consists of the block of hydraulic extraction of a coal sem with flexible monitor through a borehole and the block of coal-bed methane extraction and the block of power generation in the conbine cycle turbine. The scheme is demonstrated in the Fig. 2. The difference of the scheme from the previous scheme consists in hydraulic process of coal mining. This process provides the water coal pulp which may be moved into the turbine. For sustainable work of the turbine the cleaning and preparation processes in this scheme must be used. On the modern stage of borehole s technologies development the innovative equipment, of course, must be produced. The unconventional systems of supporting of the coal seam roof must be created. This is enough difficult. But the systems of hydraulic extraction of coal with hydro-monitors and chambers and

217 Fig. 1. Integrated borehole s coal-gas-electricity scheme: 1 gas turbine; 2 steam turbine; 3 generator of electricity; 4 heat exchanger; 5 condenser; 6 gas cleaning; 7 transformer; 8 high volt line; 9 borehole for clean air (oxidizer); 10 heat excluded borehole; 11 gas excluded borehole; 12, 13, 14 coaldtd methane boreholes Rys. 1. Schemat zintegrowanego systemu: wiertnicze otwory do pokładów węgla-gaz-wytwarzanie energii elektrycznej: 1 turbina gazowa, 2 turbina parowa, 3 generator energii elektrycznej, 4 wymiennik ciepła, 5 kondensator spalin, 6 filtry gazowe (oczyszczanie gazu), 7 transformatory, 8 linia wysokiego napięcia, 9 otwór wiertniczy do zatłaczania powietrza (tlenu), 10 gazy z procesu utleniania (zgazowania) węgla, 11, 12, 13, 14 otwory wydobywające metan z pokładów węgla supporting of the roof with pillars are more progressive. This technology is based on the reliable calculations which must be done the dimensions of pillars. And designs of the hydro-monitor and unit as feeder for it are important problem. This is all for mining science. And once more one problem is. In the technology the water coal pulp is directed in the gasification unit for transformation in gas fuel. Nevertheless known nature of this process the accurate calculations must be confirmed in the practice for the specific rind of coal. Above mentioned schemes are characterized underground conditions for industrial use. Moscow state mining university has proposed the unconventional technology of

218 Fig. 2. Principal scheme of hydraulic mining and gasification processes for power generation recovery: 1 gas turbine; 2 generator; 3 steam turbine; 4 gasification unit; 5 heat-exchanger; 6 transformen; 7 smoky tube; 8, 9 water supply; 10 electric power line; 11 borehole for coalbed methane extraction; 12 borehole for water-coal pulp; 13 steam; 14 hydraulic monitor; 15 pipe line with high pressure water; 16 water in heat-exchanger; 17 water-coal pulp for gasification; 18 combustible gases into turbine; 19 coalbed methane into gas turbine; 20 exhaust fumes in heat exchanger; 21 upper coal seam for hydraulic mining; 22 lower coal seam for coalbed methane extraction Rys. 2. Schemat ideowy hydraulicznego urabiania węgla i procesów zagazowania dla generowania energii elektrycznej: 1 turbina gazowa, 2 generator energii elektrycznej (prądnica), 3 turbina parowa, 4 reaktor gazyfikacji, 5 wymiennik ciepła, 6 transformatory, 7 komin spalin, 8, 9 zasilanie wodne, 10 linia przesyłu elektryczności, 11 otwór wiertniczy dla wydobycia mieszaniny węgla z wodą (pulpa węglowa), 13 para, 14 hydrauliczny monitor, 15 rurociąg wodny wysokiego ciśnienia, 16 woda do wymiennika ciepła, 17 wodno-węglowa pulpa do zgazyfikowania, 19 gaz ze zgazowania do turbiny, 19 metan z pokładu węgla do turbiny, 20 spaliny do wymiennika ciepła, 21 górny pokład węgla urobiony hydraulicznie, 22 wydobycie metanu z dolnego pokładu węgla mining with on the base of elements open hit method of mining. The scheme of unconventional technology for coal processing to the gas fuel is depicted in the Fig. 3. In last scheme the new element is appeared. This is recovery of hydrogen. The technology has proposed by Moscow state mining university (Puchkov et al., 2005). According to the technology hydrogen will be produced from hot combustible gases of

219 Fig. 3. Scheme of open pit mining and coal gasification and power generation in combine cycle unit: 1 hydraulic monitor; 2 exhaust coal hump; 3 pipe line of high pressure; 4 milling combine; 5 belt conveyer; 6, 9 bunker; 7 supplier; 8 screw-boring combine; 10 chambers; 11 upper coal seam; 12, 18 water pipe line; 13 lower coal seam; 14 hydrogen pipe line; 15 transformer; 16 high volt line from combine cycle unit; 17 pulp pipe line; 19 waste of gasification and cleaning processes Rys. 3. Schemat kopalni odkrywkowej procesu zgazowania węgla oraz generowanie energii w kombinowanym cyklu: 1 monitor hydrauliczny, 2 urobek węglowy, 3 rurociąg wysokiego ciśnienia, 4 młyn węglowy, 5 przenośnik taśmowy, 6, 9 bunkier węglowy, 7 podajnik węgla, 8 kombajn śrubowy, 10 komory, 11 górny pokład węgla, 12,18 rurociągi wody, 13 dolny pokład węgla, 14 rurociąg wodoru, 15 transformator, 16 linia wysokiego napięcia, 17 rurociąg pulpy węglowej, 19 odpady po procesie zagazowania oraz po utylizacji gasification process. Further the useful and valuable gas will have cleaning or refined and dressing processes and will be moved to a consumer. Therefore, above mentioned technologies have the good perspectives to be required in power generation industry and chemistry industry. In this case all coal recovery regions have perspective in transfer of the automobile transport on the ecology clean fuel. This is beginning new era of the mankind development. Conclusion 1. Modern coal mining technologies have shortages which stand limits and challenges for further development of coal and energy producing industries. 2. These challenges must be surmounted through principle innovative approaches to coal extraction process.

220 3. One of these approaches creation of the unconventional technologies is. 4. Efforts of mining science must be directed on the unconventional technologies development. REFERENCES Puchkov L.A., Vo r objev B.M., Vasyuchkov Yu.F., 2005. Overclean hydrogen s coal-energy complex. Moscow, Mining analytic information bulletin, # 1. Vasyuchkov Yu.F., Vorobjev B.M., 1996. Method of power generation use on the base borehole s drainage and gasification processes. Patent of Russian Federation # 2126891. Vasyuchkov Yu.F., Vorobjev B.M., 1997. Method of power generation use during mintless coal gasification and/or underground combustion. Patent of Russian Federation # 2100588. Received: 27 March 2008