FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Esen, Olgun" ile FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeSoma kömür havzası kömür damarlarının gaz içeriği, gaz depolama kapasitesi ve gaz akış özelliklerinin araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Esen, Olgun ; Fişne, Abdullah ; 657315 ; Maden Mühendisliği Ana Bilim DalıTüm dünyada giderek artan enerji ihtiyacına cevap verebilecek, yeni enerji kaynaklarına yönelik arayışlar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu konuda yürütülen araştırmaların öncelikli hedefi, var olan kaynakların daha etkin ve verimli kullanımına imkân veren ve çevrenin korunmasını amaçlayan yeni üretim tekniklerinin geliştirilmesidir. Özellikle, fosil yakıtlar ve petrol kökenli doğal gazın yanısıra kömür kökenli metanın (KKM) da ekonomik olarak üretilebilirliğine yönelik çalışmalar son yıllarda yoğunlaşmıştır. Böylece, madencilik tarihi boyunca yeraltı kömür üretiminde önemli bir sorun olan metan gazının ekonomik olarak değerlendirilmesi söz konusu olmuştur. Metan gazının bu amaçla kullanılması, yeraltı kömür işletmelerinde iş sağlığı ve güvenliğini sağlarken temiz enerji elde edilmesini de mümkün kılmaktadır. KKM üretimi önce yüksek ranklı kömür havzalarında başarıyla gerçekleştirilmiş, son yıllarda düşük ranklı kömür yataklarında da uygulanmaya başlanmıştır. Türkiye; linyit rezervi bakımından önemli bir ülkedir ve linyit yatakları ülkenin dört bir tarafına dağılmış durumdadır. Soma havzası da Türkiye'nin linyit rezervleri bakımından önemli bir havzasıdır. KD-GB uzanımlı Soma Kömür Havzası'nda kömür üretimi uzun yıllardan beri açık işletmelerden sağlanmakta olup, son yıllarda kömür yataklarının derinleşmesi ile birlikte yeraltı madenciliğine geçilmiştir. Havzada gerçekleştirilen yeraltı madencilik faaliyetlerinden, üretilen damarların metan içerdiği bilinmektedir. Bu nedenle, söz konusu havzada bulunan kömür damarlarının gaz içeriği, gaz depolama kapasitesi ve gaz akış özelliklerinin tespit edilmesi ve bunları etkiyen faktörlerin araştırılması, bölgenin KKM potansiyelinin anlaşılması açısından önem arz etmektedir. Bu çalışma, belirtilen amaçlar doğrultusunda, Batı Anadolu'nun önemli graben havzalarından biri olan Soma Kömür Havzası'nın güneyindeki Kınık kömür sahasında gerçekleştirilmiştir. Kınık kömür sahası konumu itibari ile havzanın en derin bölgesidir. Çalışma kapsamında, sahadaki kömür damarlarının KKM potansiyeli araştırılmış, söz konusu potansiyeli etkileyen faktörler incelenmiş ve sondajlardan elde edilen jeolojik veriler kullanılarak bir gaz akış modeli oluşturulmuştur. Deneysel çalışmalarda kullanmak için sahada açılan yerüstü sondajlarından 84 adet karot numune alınmıştır. Söz konusu numunelerin 24'ü üst kömür seviyesi olan kP1 kömür damarına, 60'ı ise alt kömür seviyesi olan kM2 kömür damarına aittir. Sondajlar sırasında, orta kömür seviyesini oluşturan kM3 kömür damarının sahada sınırlı yayılım gösterdiği belirlenmiş, söz konusu kömür damarı çalışma kapsamı dışında bırakılmıştır. Yapılan kimyasal analiz sonuçlarına göre, kP1 kömür damarı linyit B – linyit A rank aralığında iken kM2 kömür damarı linyit B – alt bitümlü A rank aralığındadır. Kanister desorpsiyon test sonucunda, kP1 ve kM2 kömür damarlarının orijinal bazda gaz içerikleri sırasıyla 0,90-2,61 m3/ton ve 0,51-3,86 m3/ton olarak tespit edilmiştir. Kömür damarlarının gaz içerikleri Batı-Doğu ekseninde artış göstermiştir. Gaz bileşim analizleri yüksek ranklı kM2 kömür damarını kapsamakta olup, söz konusu damarın metan konsantrasyonu ortalama %88,72 olarak tespit edilmiştir. kP1 ve kM2 kömür damarlarının havada kuru bazda adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 10,50 – 15,63 m3/t ve 14,35 - 28,25 m3/t aralığında değişim göstermiştir. Düşük basınçta N2 adsorpsiyon sonuçlarına göre kP1 kömür damarının mezogözenek BET yüzey alanı 2,01-23,71 m2/g iken, kM2 kömür damarının 0,55-19,97 m2/g aralığında değişmektedir. Düşük basınçta CO2 adsorpsiyon sonuçlarına göre ise, kP1 ve kM2 kömür damarlarının (D-R) mikrogözenek yüzey alanları sırasıyla 45,64-95,89 m2/g ve 87,03-197,62 m2/g'dır. Sahadaki jeolojik koşullar hariç tutulduğunda, düşük basınçta mikrogözenek boyut analiz sonuçlarına göre kM2 kömür damarının gaz doygunluğunun daha yüksek olması beklenmektedir. Ancak, üst kömür seviyesini oluşturan kP1 kömür damarı gaz doygunluğunun, alt kömür seviyesi olan kM2 kömür damarından daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ortalama kP1 ve kM2 damar gaz doygunlukları ise sırasıyla %12,31 - % 29,61 ile %7,99 - %20,12 arasında değişim göstermiştir. Bu sonucun, derinlik, damar kalınlığı, tektonik yapısı ve örtü kalınlığı gibi çeşitli jeolojik faktörlerin sahada hâkim olmasından kaynaklandığı öngörülmüştür. Kınık kömür sahasında kömür özellikleri ile kP1 kömür damarının gaz içeriği arasında herhangi bir ilişki bulunamamıştır. kM2 kömür damarı için ise kömür özelliklerinin gaz içeriğine etkisi önem arz etmekte olup, söz konusu damarın özellikle kalorifik değer ve sabit karbon miktarının artmasıyla gaz içeriği de artış göstermektedir. Sahadaki damarların adsorpsiyon kapasiteleri ise kömürleşme derecesi ve kömürün özelliklerinden etkilenmektedir. Langmuir hacim sabiti (VL) sabit karbon ve kalorifik değer ile artarken, Langmuir basınç sabiti (PL) ile kömürleşme derecesi ve kömür özellikleri arasında bir ilişki tespit edilememiştir. Dolayısıyla, sahadaki kömür damarlarının gaz adsorbe etme kapasitesinin, sahadaki kömürleşme koşullarına bağlı olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. kP1 ve kM2 kömür damarlarının gözenek yüzey alanının gaz adsorpsiyon kapasitesine etkisi incelenmiş ve mikro gözeneklerin damarların adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir rol oynadığı belirlenmiştir. Elde edilen düşük gaz içeriği sonuçlarının, gelecekte yapılabilecek olası kömür kökenli metan potansiyelini değerlendirme çalışmalarını etkileyeceği düşünülse bile, kP1 ve kM2 kömür damarlarının karakteristik gaz difüzyon özelliği, gelecekte olası KKM üretim çalışmalarına ışık tutmaktadır. Faylı bölgelerde gaz içeriğinin düşük olması, gazın akışında ve başka bölgelere göç etmesinde önemli bir etken olarak öngörülmektedir. Özellikle, kömür damarlarının üzerindeki örtü tabakasının türü ve sahanın tektoniği gazın akışında önemli parametreler olarak belirlenmiştir. Sahadaki fayların, gaz potansiyelini azaltıcı bir etken olduğu, yerel ya da damarın bünyesindeki gazın azalmasına neden olduğu anlaşılmıştır. Kınık kömür sahası için oluşturulan gaz akış modeline göre; sahadaki gaz dağılımı, kömür özelliklerinin ve çeşitli jeolojik faktörlerin birleşimi sonucunda yüksek oranda değişim göstermektedir. Çalışma kapsamında kömür kökenli metan potansiyeli bakımından her bir damar kendi içinde, kendine özgü gaz dağılım parametrelerine sahiptir. Söz konusu durumun, gelecekteki kömür kökenli metan araştırmalarında dikkate alınması önerilmektedir.