Technische Universiteit Delft

Kolenbrand
31 augustus 2006 door M&C

Promotie van K.H.A.A. Wolf: "The interaction between underground coal fires and their roof rocks"

18 september 2006 | 17:30 uur
plaats: Aula TU Delft

K.H.A.A. Wolf | Doctorandus in de Geologie
promotor | Prof.dr. S.M. Luthi (CiTG)

The interaction between underground coal fires and their roof rocks Ondergrondse kolenbranden zijn wereldwijd aanwezig in gebieden waar kolenlagen kunnen oxideren. Een brandende kolenlaag verplaatst zich langzaam door de ondergrond, waarbij holruimten worden gevormd. Deze worden gevuld met gebakken en gesmolten gesteenten uit het dak. Dit veroorzaakt verzakken van, en breukvorming in, de bovenliggende deklagen. Daardoor is het eenvoudiger voor lucht (en dus zuurstof) om brandende kolen te bereiken, het te laten branden en milieuonvriendelijke gassen te produceren. Deze branden produceren minstens 1 % van de globale CO2-uitstoot, veroorzaken grondwatervervuiling en vernielen de infrastructuur.

Dit proefschrift beschrijft het geologische raamwerk van ondergrondse kolenbranden. Met behulp van veldgegevens vanuit Spanje, China, Indonesië, en de VS, is een verdeling in vijf zones gemaakt. Dit is gebaseerd op pyromtamorfe en geomechanische gesteente-eigenschappen van de (oorspronkelijke) kolenlaag, (ingezakte) deklaag en vloergesteente. Met behulp van gecontroleerde verhittingsproeven en met XRD, XRF en volumetrische metingen, zijn het thermofysische en thermochemische gedrag van de dekgesteenten bepaald. Met deze resultaten is een geothermometer ontwikkeld om in het veld, rond (paleo-) kolenbranden, temperatuurzones te reconstrueren. Een hoge druk en hoge temperatuur autoclaaf is gebouwd om de compressibiliteit en doorlatendheid van ingestort dakgesteente in de nabijheid van een kolenbrand te bepalen. Bij maximum temperaturen en drukken tot 1500 K en 110 bar, zijn hoge temperatuur compactie-experimenten zijn uitgevoerd op korrelaggregaten.

Met de meetresultaten zijn gesteente mechanische parameters en de vervorming-gerelateerde permeabiliteit bepaald. De resultaten zijn geverifieerd m.b.v. beeldanalyse. De experimentele uitkomsten zijn gebruikt als input parameters bij een nieuw ontwikkeld convectie model. Uitkomsten van dit model voor een ondergrondse kolenbrand op diepten van 15 m en 40 m worden besproken en vergeleken met veld-observaties.

Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.