Analysis of gas and ventilation conditions during a test of underground gasification with the use of shaft method

W niniejszym artykule przedstawiono analizę sytuacji wentylacyjno-gazowej, która powstała w wyniku rozszczelnienia reaktora podczas eksperymentu podziemnego zgazowania węgla w pokładzie 310 w Kopalni Doświadczalnej „Barbara" Głównego Instytutu Górnictwa (GIG). W wyniku procesu zgazowania węgla powstaje bogaty w wodór, a także tlenek węgla, gaz syntezowy, który odprowadzany jest z georeaktora na powierzchnię siecią rurociągów. W stanie awaryjnym istnieje możliwość wydostania się mieszaniny gazu procesowego z reaktora lub z rurociągu do czynnych wyrobisk sieci wentylacyjnej kopalni. Omówiono czynniki, które mogą doprowadzić do wypływu gazów z reaktora oraz określono możliwe scenariusze wystąpienia zdarzeń niebezpiecznych, tj. zapalenie gazu procesowego lub wybuchu mieszaniny powietrzno-gazowej. Przeprowadzono obliczenia przy wykorzystaniu zmodyfikowanego równania Le Chateliera, pozwalającego na ocenę możliwości powstania warunków wystarczających do zaistnienia każdego z badanych zdarzeń krytycznych. Doświadczenia uzyskane w trakcie prowadzenia procesu podziemnego zgazowania węgla w KD „Barbara" GIG mogą być wykorzystane na etapie przygotowania kolejnych prób PZW w kopalniach węgla kamiennego.This paper presents an analysis of gas and ventilation conditions which occurred due to depressurization of a georeactor during a test of underground coal gasification in coal seam no. 310 in the testing mine "Barbara" led by the Central Mining Institute (CMI). The underground gasification process generates hydrogen- and carbon oxide-rich syngas which is released by a network of pipelines onto the surface. In case of emergency, the process gas may escape from the georeactor of the pipeline into active excavations of the ventilation system of the mine. This paper also presents some factors which may cause an escape of gases from a georeactor and determines possible scenarios of hazardous events occurrence, e.g. ignition of process gas or explosion of air-gas mixture. Series of calculations were performed with the use of the modified Le Chatelier principle which allows to assess the possibility of creating conditions feasible for each of the tested critical events to occur. Experience obtained during the underground coal gasification process in the testing mine "Barbara" of the CMI may be applied in the preparation of successive UCG tests in hard coal mines