پیش‌بینی انتشار گاز زغال بر اساس عدم قطعیت‌ گازخیزی در معادن زغال‌سنگ

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشیار مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استادیار مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

doi
10.22034/ijme.2021.123069.1797
چکیده

پیش‌بینی انتشار گاز زغال قبل از استخراج بسیار دشوار است زیرا به عواملی از جمله زمین‌شناسی، جغرافیا و بهره‌برداری(عملیاتی) بستگی دارد. گازخیزی، یکی از مهم‌ترین پارامترهای ارزیابی انتشار گاز در لایه زغال‌سنگ در طول استخراج و پس از آن است. مهمترین هدف از بررسی مطالعات گازخیزی، تعیین حجم گازی است که در اعماق مختلف، به هنگام استخراج زغال از آن متصاعد می‌شود زیرا محاسبات مربوط به حجم هوای لازم برای تهویه معادن زغال، به طور عمده بر این اساس انجام می‌گیرد. مقادیر زیاد گاز آزاد شده در طول استخراج معدن موجب نگرانی در مورد جریان هوای کافی برای تهویه و ایمنی کارگران می‌شود. از این رو، عملکرد سیستم تهویه برای یک معدن زیرزمینی بسیار مهم است. در این مقاله، ابتدا عدم قطعیت گازخیزی در یک لایه زغال‌سنگ بررسی می‌شود که از داده‎های مرکزی 64 گمانه اکتشافی استفاده شده است. بعد از شناسایی لایه‌های مهم زغال‌سنگ از نظر انتشار گاز، مدلسازی واریوگرام برای گازخیزی انجام شد تا توزیع تعریف شود. شبیه‌سازی‌های متوالی برای ارزیابی تصادفی گازخیزی انجام شدند. سپس روشی برای پیش‌بینی انتشار گاز بر اساس روش شبیه‌سازی تصادفی، مونت کارلو ارایه شده است. برای بهبود صحت و اطمینان از پیش‌بینی انتشار گاز، عوامل مختلفی که بر میزان انتشار گاز تاثیرگذارند، مورد تحقیق قرار گرفتند و عامل اصلی تعیین‌کننده میزان انتشار گازها با داده‌های معدن و تحلیل حساسیت تعیین شد. به این منظور شش عامل برای پیش‌بینی انتشار گاز انتخاب شده که شامل گازخیزی لایه اصلی، ضخامت لایه اصلی، آهنگ پیشروی، آهنگ تولید، گازخیزی لایه‌های مجاور، ضخامت لایه‌های مجاور است. خطای نسبی این روش 2 درصد و خطای میانگین 57/0 است. نتایج نشان می‌دهد که مدل ارایه شده، برای استفاده در یک معدن زیرزمینی زغال برای تعیین مقدار گاز منتشر ‌شده و تهویه مناسب دقت کافی دارد. همچنین مقدار پیش‌بینی شده اساسا با مقدار واقعی سازگار و روش پیش‌بینی انتشار گاز بر اساس تئوری عدم ‌قطعیت قابل اعتماد است و همچنین روشی مناسب برای پیش‌بینی و ارزیابی انتشار گاز زغال‌سنگ در آینده است.