Metano

UN PROYECTO DE SEGURIDAD ORIENTADO HACIA EL APROVECHAMIENTO DE UNA ENERGÍA RESIDUAL
Javier Toraño ÁvarezP, Mario Menéndez Álvarez y Rafael Rodríguez Díez
Dpto. de Explotación y Prospección de Minas. Universidad de Oviedo.
 
 
RESUMEN
La explotación de una capa subterránea de carbón por el método de cámaras y pilares planteaba un serio problema desde el punto de vista de la seguridad queera la acumulación de grisú (gas metano) en las zonas abandonadas con el grave riesgo de que, en un momento dado, dicho gas pudiera invadir las zonas con presencia de personal. Con el objetivo de evitar dicha acumulación se diseñó un sistema de captación y aspiración de gas el cual, una vez diluido, era devuelto a la corriente principal de ventilación de la mina que lo conducía hasta el exterior dela misma. El ensayo en mina del sistema de captación de grisú permitió comprobar la eficiencia del sistema cumpliéndose el primer objetivo relacionado con la seguridad. Ahora bien, a partir del ensayo se obtuvieron datos que permitían valorar la posibilidad de aprovechamiento de dicho gas a pequeña escala, algo que desde hace tiempo se hace en los países productores de carbón más avanzados. Seconseguían así otros objetivos también de gran importancia como son el aprovechamiento de una energía residual y un mayor respeto hacia el medio ambiente al emitir a la atmósfera CO2 en vez de CH4.
1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
El método de explotación denominado "cámaras y pilares" consiste en la excavación de galerías (cámaras) en el propio mineral respetando a amboslados unos macizos (pilares) que actúan como elementos resistentes para evitar el hundimiento del techo. En la minería del carbón este sistema presenta ciertas particularidades debido al contenido de grisú (gas metano) existente en la propia capa de carbón. Efectivamente, cuando se avanza una galería en capa las sobretensiones generadas a su alrededor hacen que el grisú se desprenda hacia el huecocreado debido a varios efectos superpuestos: a) fracturación del carbón que favorece la desorción del metano b) creación de una zona permeable a través de la cual se transmite con mayor facilidad y c) existencia de un gradiente de tensiones que empuja el gas hacia la galería. Para mantener la concentración de metano por debajo del límite máximo permitido (1.0%-1.5%) es necesario introducir uncaudal de aire limpio a la galería para lo cual se instala un sistema auxiliar de ventilación.
Para la explotación por este método de una capa de carbón de 35º de inclinación con un contenido de grisú en capa alto (aprox. 10 m3/t), se diseñó un sistema de ventilación que pemitía su laboreo en condiciones seguras. Ahora bien, se planteaba un posible problema desde el punto de vista de la seguridad queera la acumulación de gas en las zonas abandonadas con el grave riesgo de que, en un momento dado, dicho gas pudiera invadir las zonas con presencia de personal (figura 1).
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Figura 1: secuencia de explotación y riesgo de presencia de CH4
Como medida de prevención se pensó en disponer de un sistema de aspiración de metano que permitiera extraer, desde una cámara en actividad y de formacontrolada, todo el metano acumulado en las cámaras abandonadas. Aspirando a través de un pequeño sondeo un caudal moderado de metano se podría verter éste directamente a la galería ya que la corriente de aire limpio utilizado para la ventilación sería suficiente para diluir el gas extraído de la zona abandonada.
 
2.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN DE METANO
El sistema de captacióndiseñado (representado esquemáticamente en la figura 2) está formado por las partes o módulos que a continuación se describen.
El módulo de aspiración consta de dos pequeñas bombas de vacío de efecto Venturi (1), conectadas a la red de aire comprimido de la mina (2) con las cuales que crea la depresión necesaria para aspirar el gas. Una válvula neumática (3) también conectada a la red y que permanece...