An installation for integrated utilisation of coal mine emissions of gas with a high concentration of methane, ventilation air and mine water

This paper presents a concept of an installation for integrated utilisation of hard coal mine emissions of gas with a high concentration of methane, ventilation air and mine water. The heat from the combustion of gas with a high (<70%) concentration of methane from the mine demethanisation process in the ventilation air with a low concentration of methane (< 0.7%) is used as steam for electricity generation in a backpressure turbine set and for desalination of the mine water in the process of evaporation. Mathematical models of the component heat balance and mass balance values are developed for the entire system to perform computations for the assumed data of emissions from a selected coal mine. The results are illustrated by means of a Sankey diagram. An approximate estimate of the simple payback period and a sensitivity analysis are also presented.

---

W prezentowanym artykule przedstawiono koncepcję instalacji integracyjnego zagospodarowania emisji wysokometanowego gazu, powietrza wentylacyjnego i wód dołowych z kopalni węgla kamiennego. Ciepło ze spalania wysokometanowego gazu z odmetanowania kopalń w powietrzu wentylacyjnym, o niskim stężeniu metanu, wykorzystano w postaci pary do wytwarzania energii elektrycznej w turbozespole przeciwprężnym oraz do odsalania wód dołowych w procesie wyparnym. Dla instalacji opracowano matematyczny model składowych bilansów cieplnych i masowych, do wykonania obliczeń dla przyjętych danych emisji mediów z wybranej kopalni, a wyniki zobrazowano w postaci pasmowego wykresu Sankey’a. Przedstawiono również szacunkową ocenę prostego okresu zwrotu nakładów inwestycyjnych i analizę wrażliwości.