gas metano en mantos de carbon

8/20/2019 Gas Metano en Mantos de Carbon

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GAS METANO EN MINAS DE

CARBON

Andrid Camacho PinzónSantiago Pacheco Barrientos


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1. Introducción

• E Metano de as minas de car!ón siem"re ha sido considerado como #n"eigro "ara a miner$a s#!terr%nea de car!ón &a '#e "#ede crear #na

gra(e amenaza "ara a seg#ridad & a "rod#cti(idad de!ido a s# riesgo

de e)"osión

• E CBM *Coa Bed Methane+ es gas nat#ra com"#esto "or gases

energ,ticos entre os c#aes "redomina e metano *-./ 0 12/+3

• E gas metano de car!ón4 es "rod#cido a men#do desde mantos de "oca"ro5#ndidad & 6#nto con grandes (o7menes de ag#a de caidad (aria!e3

Este gas es generado nat#ramente & amacenado en (etas de car!ón3

• Se "rod#cen mediante "ozos '#e "ermiten '#e e gas & e ag#a 5#&an a

a s#"er5icie


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Gas Metano ComoRecurso no

ConvencionalEste gas asociado a os mantos decar!ón es #n 8Rec#rso No Con(enciona9'#e esta siendo e)"otado recientemente

"or "a$ses como Coom!ia "ero '#e ha

tenido grandes a(ances en "a$ses como

:SA4 donde e ;./ de a generación de

energ$a se hace a "artir de gas e)tra$do

de os mantos de car!ón3 En Coom!ia4donde a"enas se est% en a eta"a de

e)"oración4 se es"era '#e en e 5#t#ro

sea no soo #n rec#rso4 sino '#e adem%s

ade a a seg#ridad de as minas3


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Explosividad en los Mantos deCarbón

os

como Titiri!$ & Amag%4 "ara conocer os ti"os de gases asociados a

os mantos de car!ón taes como e metano4


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2. Factores que afectan las emisiones de

metano en las minas de carbónsubterráneas

• E)isten (arios 5actores geoógicos & o"eracionaes '#e

a5ectan as emisiones de metano en as minas?

• La emisión específica: es a cantidad de metano

generado "or #nidad de car!ón '#e se e)trae3 Estacantidad se #tiiza generamente "ara determinar a

desgasi5icación & (entiación necesaria de #na mina en

"artic#ar3

• Es im"ortante sa!er '#e esta emisión no es e gas

contenido de car!ón e)tra$do4 sino m%s !ien a

cantidad de gas generado como consec#encia de a

e)tracción de car!ón3•


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Desgasifcación de los mantos de

carbón

•


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Res#tados de modeado mostraron '#e des"#,s de

=; meses de drena6e "re0miner$a4 e "romedio de

emisión de gas metano en os mantos de car!ón

"odr$a red#cirse hasta en #n =.4 m min & 4-

m min #tiizando "er5oraciones triateraes & de

do!e ateraes4 res"ecti(amente3

tam!i,n se demostró '#e si e drena6e de metano

"re miner$a era en #n tiem"o corto es im"ortante

contin#ar con e drena6e de metano d#rante a

e)tracción minera "ara ma)imizar a red#cción de

as emisionesFig3 - m#estra os "atrones de "er5oración en

drena6es de metano horizontaes est#diados "ara

desgasi5icación de manto & s#s act#aciones d#rante

di5erentes 5ases de desgasi5icación4 des"#,s de

meses *!arras som!readas+ & =; meses *!arras a

ra&as+ de desgasi5icación "re(ia a a miner$a

Patrones de Drena6e en a Per5oración orizonta de Metano


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3.1 Captura de metano en los mantos decarbón


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Pozos HerticaesUn mtodo consiste en una !eroraciónsim!le de un !o"o a tra#s de m$lti!lesflones de carbón. %a tubería de !roducciónse ba&a !or deba&o del inter#alo de carbón

m's !roundo. Des!us del tratamiento deestimulación !or racturamiento( el agua)u*e desde el flón de carbón( se des!la"aen orma descendente !or el es!acioanular( * es bombeada a tra#s de latubería de !roducción. El metano )u*e+acia el es!acio anular existente entre la

tubería de re#estimiento * la tubería de!roducción( se ele#a +acía la su!erfciedonde es trans!ortado !or tubería +astauna estación de com!resión( * se combinacon la !roducción de otros !o"os. El agua!roducida se rein*ecta en una ormaciónm's !rounda o bien es tratado * eliminadaen la su!erfcie


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Po"os ,ori"ontales


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Pozos En ExtracciónMinera Gob!


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Estimulación del !o"o de desgasifcación *

!roblemas de estabilidad


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estabilidad

Con e 5in de garantizar a ca"t#ra de metano en os mantos de car!ón

de manera e5ecti(a a esta!iidad de os "ozos "er5orados "ara estos

5ines es de im"ortancia cr$tica3

En a "rod#cción de os "ozos de gas metano a 5ia!iidad & a

esta!iidad "#ede ser #n "ro!ema signi5icati(o "or'#e e car!ón es#n materia m%s d,!i '#e areniscas en s# consoidacion & a

concentración de es5#erzos arededor de os "ozos de sondeo

"#ede ca#sar "er5oraciones 5aidas con 5aciidad es decir '#e se


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-s!ectos a considerar en la

!roducción de /M


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". Caracter#sticas $eoló$icas %

&etero$eneidades que afectan las emisionesde $as % su remoción en las minas

Diagrama ex!losi#idad delmetano


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Modelo conce'tual de la 'roducción de $as en

ca'as de carbón

Extensión0

om!resion0


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•


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• +.1. L$ "E#ECCI! "E L%S ,$CI%S E! MI!$S


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a& (arios m,todos geo5$sicos de s#"er5icie '#e son a"ica!es

"ara detectar os (acios s#!terr%neos como?

0m,todos gra(im,tricos

0s$smicos

0m,todos eectromagn,ticos

0magn,ticos & georradar3

se ha demostrado '#e esta tecnoog$a "#ede detectar & deimitar a

mina a!andonada de manera e5ecti(a


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• Dos t,cnicas4 en "artic#ar han mostrado

e ma&or "otencia3

0M,todo de resisti(idad?


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"r#e!as de onda S se reaizaron en e #gar & "r#e!as de ondas Pcon(encionaes "ara detectar os (acios de minas4 &a '#e


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• 23; E,$L($CI! "E L$S EMISI%!ES "E ME#$!%


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T,cnicas de sim#ación de &acimientos n#m,ricos tam!i,n se "#eden #tiizar "ara

modear as minas a!andonadas & "redecir s#s emisiones &

a "rod#cción de metano en #na escaa regiona3

D#r#can et a3 *;..@+4 Por otro ado4 a"ica a sim#ación de &acimientos "ara modear

a rec#"eración de #na mina a!andonada en e Saar Coa5ied4 Aemania3 os

a#tores #tiizaron datos históricos so!re as emisiones de a miner$a & de metano4

as$ como a "rod#cción de metano a argo "azo monitoreada desde e angard

"rinci"a4 "ara (aidar e desarroo de modeo3


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• 3 ME#$!% $ !I,EL M(!"I$L "E L$S MI!$S"E C$'*! -CMM.

CMM se i!era de as minas de car!ón en todo e m#ndo4 & con 5rec#encia

os ma&ores emisores son os "a$ses con ma&or "rod#cción de car!ón de ato

Rango Act#amente4 os dos "rinci"aes "rod#ctores de car!ón &

emisores de CMM son China4 seg#idos "or Estados :nidos *EE::+3 Otros

grandes "rod#ctores de car!ón inc#&en R#sia4 A#straia4 :crania & a India3


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• 3 *E!E/ICI%S "E C$)#('$' & (#ILI0$'EL -CMM

a& m#chos !ene5icios "ara a rec#"eración & #tiización de CMM4

inc#&endo? a red#cción de as emisiones de gases de e5ecto in(ernadero conser(ación oca4

5#ente de (aiosa energ$a4 de com!#stión im"ia a me6ora de a seg#ridad minera "or

a red#cción de as concentraciones en a mina de metano & os ingresos '#e "ro"orciona

a as minas3

CMM Ca"t#rado se "#ede #tiizar directamente "ara s#ministrar o generar

energ$a4 a"ro(echando e (aor de #n rec#rso nat#ra3 A s# (ez4 esto "#ede

entregar retornos económicos a a mina a tra(,s de as (entas de energ$a o coste

ahorros3 Por otra "arte4 a #tiización de metano agrega (aor intr$nseco '#e "#ede ser rein(ertido

en e e'#i"o de seg#ridad de minas & o"eraciones3


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0 E desarroo de a rec#"eración de metano & #so de "ro&ectos "ara este

ha demostrado '#e e res#tado de este in5#&e en a creación de n#e(os "#estos de

tra!a6o4 o '#e ha adado "ara estim#ar as econom$as de a zona3

0E desarroo oca de Rec#rsos *CMM+ "#eden dar #gar a a dis"oni!iidad de #n !a6o

costo de s#ministro de gas '#e "odr$a ser #tiizado "ara adar a atraer n#e(a ind#stria a

#na región3

0O"ciones de #tiización de "otenciaes de mediana caidad CMM *en e rango de ./ a

=../ de metano+ inc#&en #na gran (ariedad de a"icaciones4 taes como? *=+

com!#sti!e en hornos de acero4 hornos4 & caderas *;+ en com!#stión interna *IC+ "ara

motores o t#r!inas *+ "ara s# in&ección en gasod#ctos de gas nat#ra *@+4 materia "rima

en a ind#stria de os 5ertiizantes o *2+ como com!#sti!e "ara (eh$c#os en a 5orma de

gas nat#ra ic#ado *GN


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.(#ILI0$CI%! "EL -CMM

CMM se o!tiene de as minas s#!terr%neas & se trae a a

s#"er5icie a tra(,s de "ozos (erticaes4 "ozos horizontaes "er5orados en a s#"er5icie4

Pozos Go!4 & de (ac$o centraizado en estaciones4 '#e recogen e gas

"rod#cido "or os "ozos de as minas3

No todo e gas e)tra$do es o "#ede ser #tiizado comerciamente4 "ero

de"endiendo de a caidad de gas & os (o7menes de a CMM se "odr$a #tiizar

en #na (ariedad de "ro&ectos4 inc#&endo?


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• In&ección a t#!er$as de gas nat#ra

• "oder de generación

• generadores de energ$a e,ctrica "ara a mina o regiónoca

• #so como #na 5#ente de com!#stión de energ$a en

caderas4 cae5acción #r!ana4 secado de car!on3

• #tiizar como com!#sti!e "ara (eh$c#os4 & a 5a!ricación o#sos ind#striaes como a "rod#cción de amon$aco

• encendedor


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El e&em!lo demuestra cómo elmetano se !uede utili"ardirectamente !arasuministrar o generar energía( ue asu #e" se de#uel#e económicamentea la mina a tra#s de las #entas deenergía o el a+orro de costes. %as

buenas !racticas * normas deldrena&e del gas !roducir'n gasestable * utili"able de buena calidad.


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2. *$''E'$S )$'$ L$ 'EC()E'$CI%! & EL (S% "E CMM

Act#amente4 #na serie de !arreras comerciaes e instit#cionaes *&

otros riesgos de "ro&ecto+ "#eden aterar a (ia!iidad económica de "ro&ectos CMM3

Estos o!st%c#os inc#&en di5erentes "ro!emas t,cnicos como a caidad de gas & a

cantidad4 as c#estiones egaes no res#etos en materia de "ro"iedad

de rec#rso CMM4 a 5ata de "ro&ectos "ioto "ara n#e(as tecnoog$as

"ara demostrar a rec#"eración económica es"ec$5ica de sitio & a #tiización4 a 5ata de

5inanciación o a ca"acidad de o!tener 5inanciamiento4 & a ocaidad de t#!er$as & o

imitaciones de ca"acidad3


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C$)#('$ "E CMM & )'%&EC#%S "E (#ILI0$CI%!

E o!6eti(o de a Asociación mercado de metano *M;M+ es a red#cción de as emisiones

m#ndiaes de metano con e 5in de me6orar a econom$a e crecimiento4 5ortaecer a

seg#ridad energ,tica4 me6orar a caidad de aire4 me6orar seg#ridad ind#stria4 & red#cir

as emisiones de gases de e5ecto in(ernadero3

A ni(e m#ndia4 a ma&or$a de os "ro&ectos de ca"t#ra & #so se enc#entran en

China4 Aemania & Estados :nidos3


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China tiene e ma&or n7mero de o"eración '#e a"arece & "ani5icado

"ro&ectos de todos os "a$ses "artici"antes4 con todos menos dos "ro&ectos sit#ados

en as minas s#!terr%neas de car!ón acti(o3 E seg#ndo ma&or "romotor de "ro&ecto es

Aemania4 seg#ido "or os EE3::3 Casi 4./ de os "ro&ectos en Aemania

& ;4./ de os "ro&ectos en os EE3::3 est%n en minas a!andonadas3

gas metano en mantos de carbon

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