Linyitlerde gaz tutunum ve salınım özelliklerinin araştırılması
Determination of adsoption and desorption properties of lignites
Yazar: MEHMET BİLEN
Danışman: PROF. DR. SAİT KIZGUT ; DOÇ. DR. KEMAL BARIŞ
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Kömürlere gaz adsorpsiyonu, kömürün yapısına depolanabilecek gaz kapasitesinin belirlenmesi ve kömür türlerinin bu kapasitelere ait karakteristiklerinin elde edilmesiyle gaz püskürmesi ve patlamalar gibi kömür madenciliğinin önemli sorunlarının önceden tahmini ve önlenmesi açısından oldukça hayati rol oynamaktadır. Kömür yapısal özelliklerine göre,  farklı gazları farklı basınç değerlerinde adsorbe etmektedir. Benzer şekilde gaz desorbe etme kapasiteleri de kömür özelliklerine ve ortam koşullarına bağlıdır. Kömürlerde gaz adsorpsiyon ve desorpsiyonunu anlamak için kömür gözenekliliği ortaya konmalıdır. Kömür damarları özellikle metan gazını bünyesinde gerek serbest halde gözenekler içinde ya da kömür yapısındaki çatlak ve kırıkların ve gözeneklerin etrafında yüzeye tutunmuş yani adsorbe olmuş şekilde hapsedebilmektedir. Bu da herhangi bir kömür madenciliği çalışmasında, üretim şartlarına ve ortam sıcaklık ve basınç değerleri gibi çevresel koşullara bağlı olarak             gaz   desorpsiyonuna   sebebiyet  verebilmektedir.  Kömür  bünyesinde  stabil  olarak  adsorbe durumdaki gazlardan özellikle metan, belirtilen parametrelerin etkisiyle olağanın üstünde desorbe olarak gaz püskürmeleri ya da patlamalara sebebiyet vermektedir. Bu tez çalışmasıyla ayrıca gazların depolanması için kömür sahalarının değerlendirilmesi için veri oluşturulmasını sağlanacaktır.
Bu çalışmada, metan gazının yanında azot ve karbondioksit gazlarının çeşitli kömürlere adsorpsiyonu incelenmiş ve kömür tiplerine ait adsorpsiyon desorpsiyon izotermleri oluşturulmuştur. Bu tez kapsamında bazı Türk linyitleri incelenmiştir. Gaz tutunumu ve salınımında kömüre ait parametrelerinin etkisinin yanısıra gaz tipi ve basıncın etkileri de gözlemlenmiştir. Aynı zamanda yapılan petrografik incelemelerle kömür petrografisinin adsorpsiyon desorpsiyon izotermlerindeki etkisi araştırılmıştır.

Abstract:
Gas adsorption on coals, as well as identifying coal gas content of coal seams, have a vital role in terms of prediction and prevention either gas outbursts or explosions in coal mines. That is why coal samples with their own properties should be characterized in terms of their adsorption capacities. Coals depending on their structural and compositional characteristics, they have different potentials of adsorption of various gases with changing pressures. Likewise, coal desorption characteristics changes with coal properties and the environment conditions. In order to understand the adsorption and desorption behavior of coals better, pore distribution inside the coal matrix should be further investigated. Coal seams can enclose gases especially methane in its body either in the pores with free status or the gas molecules are adsorbed on the surface of cleats, micro fractures or pores. In any mining operation of these abovementioned coal seams, depending on the operation conditions, pressure and temperature profiles and more or less depending on the mechanization and fragmentation of coals, desorption of these gases are readily to be occured. Especially methange gas, as being with its stabilized condition in its adsorbed form in the body of coal matrix, can be desorbed and result in either outbursts or explosions with the abovementioned parameters effects. With this thesis study additionally there would be available data as regards to gas deposition capacities on local coal seams and fields.
In the context of this study, nitrogen, carbondioxide and methane gases adsorpstion on various types of coals were investigated, and adsorption isoterms were plotted as regards to coal types and pressure changes. In the scope of this study, some Turkish lignites were studied. Petrographical observations were carried out and the effect of coal petrographical composition on adsorption behavior of coals was investigated.