SPONTANEOUS COMBUSTION OF COAL AND RISK ANALYSIS IN ILGIN OPENCAST MINING

Abstract

Coal is a strategic energy source for all countries, partly due to the regular distribution of reserves in the earth. But; although it is widely believed that alternative energy sources will replace coal due to environmental concerns, world energy policies reveal the importance of coal use share (27.1%) by 2040. For this reason, the spontaneous combustion of coal will continue to be an important problem in the future as it was in the past and today. Spontaneous combustion and open pit fires also appear as an important problem in Ilgın lignite plant, and sometimes there are large reserves and economic losses as a result of the combustion of coals withdrawn to stock. Based on spontaneous combustion in 5 different samples taken from the production point in Ilgın lignite mines; intersection tests did not show too much variability and ignition temperature (crossing-point temperature-CPT) is typically varied between 195-234 °C. Laboratory experiments have been identified that fire coal susceptibility index ranged between 2.73 to 3.73, and the risk index of is "low and medium". Also; thermos-gravimetric (TG) / differential thermal analysis (DTA) of the received coal samples are based on the results of experiments it has been determined the activity to the spontaneous combustion of Ilgın lignite’s. In this study, spontaneous combustion mechanism of coal, factors affecting combustion and findings obtained by laboratory studies are presented. 

Keywords

• Ilgın
• Coal
• Spontaneous combustion
• Occupational health and safety

ILGIN LİNYİT İŞLETMESİNDE KÖMÜRÜN KENDİLİĞİNDEN YANMASI VE RİSK ANALİZİ

Öz

Kömür yerkürede kısmen düzenli rezerv dağılımından dolayı tüm ülkeler için stratejik bir enerji kaynağıdır. Ancak; çevresel kaygılar nedeniyle gelecekte kömürün yerini alternatif enerji kaynaklarının alacağı fikri yaygın olsa da, dünya enerji politikaları 2040 yılına kadar kömür kullanım payının (%27,1) önemini ortaya koymaktadır. Bu nedenle, kömürün kendiliğinden yanması geçmişte ve günümüzde olduğu gibi gelecekte de önemli bir problem olmaya devam edecektir. Kömürün kendiliğinden yanması ve açık ocak yangınları, Ilgın linyit işletmesinde de sorun olarak karşımıza çıkmakta, bazen stoka çekilen kömürlerin yanması sonucu büyük rezerv ve ekonomik kayıplar yaşanmaktadır. Ilgın linyit işletmesindeki 5 farklı üretim noktasından alınan kömür numunesi ile yapılan kendiliğinden yanma deney sonuçlarına göre; kesişim noktası değerleri çok fazla bir sapma göstermemiş, genelde tutuşma sıcaklığı 195-234 °C arasında değiştiği belirlenmiştir. Laboratuvar testlerine göre; yangına yatkınlık indeksleri 2,73-3,73 arasında, risk düzeyi ise “düşük-orta” seviyede tespit edilmiştir. Ayrıca; yapılan termo-gravimetri (TG) / diferansiyel termal analizler (DTA) ile kömürün ortam sıcaklığına bağlı olarak oksidasyona uğradığı ve kendiliğinden yanma meydana getirebileceği gözlenmiştir. Bu maksatla yapılan incelemede; kömürün kendiliğinden yanma mekanizması, yanmayı etkileyen faktörler ve laboratuvar çalışmaları ile elde edilen bulgular sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Ilgın
• kömür
• kendiliğinden yanma
• İş sağlığı ve Güvenliği

References

1. ETKB, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Bilgi Merkezi - Kömür, [Online] https://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Komur, [Erişim tarihi: 25.06.2020].
2. M. S. Delibalta ve Ö. Y. Toraman, “Kömür karşıtı lobi faaliyetleri ve teknolojik gerçeklik”, Türkiye 26.Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi-IMCET2019, TMMOB Maden Mühendisleri Odası Yayını, ISBN: 978-605-01-1273-3, 16-19 Nisan, Antalya/ Türkiye, 2019, ss.113-123.
3. V. Didari, “Yeraltı ocaklarında kömürün kendiliğinden yanması ve risk indeksleri”, Madencilik, cilt 25, ss.31-32, 1986.
4. S. Saraç ve T. Soytürk, “Tunçbilek kömürlerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlıklarının araştırılması”, Türkiye 8. Kömür Kongresi, Zonguldak, 1992, ss.141–152.
5. B. Ünver ve S. Demirbilek, “Kömür karışımlı pasaların kendiliğinden yanma riski potansiyelinin analizi”, Türkiye 9. Kömür Kongresi, Zonguldak, 1994, ss. 317-318.
6. E. Kaymakçı, “Zonguldak havzası kömür damarlarına uygulanabilecek bir kendiliğinden yanmaya doğal yatkınlığı değerlendirme tekniğinin geliştirilmesi”, Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.78-84, 1998.
7. H. Wang, Z. B. Dlugogorskı, M. E. Kennedy, “Coal oxidation at low temperatures: oxygen consumption, oxidation products, reaction mechanism and kinetic modelling”, Progress in Energy and Combustion Science vol. 29, pp.487–513, 2003.
8. L. L. Sloss, “Assessing and managing spontaneous combustion of coal”, IEA Clean Coal Centre, CCC/259, ISBN: 978-92-9029-582-2, pp.55, October, United Kingdom, 2015.

9. A. Bayraktar, “Yeraltı maden işletmelerinde ocak yangınları”, Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı İş Teftiş Kurulu Başkanlığı, Ankara, 55s., 2013.
10. S. Inal ve K. Aydıner, “Spontaneous combustion of coal and effecting factors”, Scientific Mining Journal, vol. 58(2), pp.145-165, 2019.
11. ILİ, TKİ–Garp Linyitleri İşletmesi Müessesesi Ilgın Linyitleri İşletmesi-ILİ Kontrol Müdürlüğü, Açık İşletmeler, [Online] http://www.ili.gov.tr, [Erişim tarihi: 10.08.2013].
12. M. S. Delibalta, “TKİ-GLİ Ilgın linyitleri işletmesinin ekonomik ve ekolojik önemi”, II. Ulusal Ilgın Sempozyumu, Ilgın Belediyesi, Eylül 2013, Ilgın / Konya, 2013, ss.10.
13. J. Zhan, H. H. Wang, F. Zhu and S. N. Song, “Analysis on the governing reactions in coal oxidation at temperatures up to 400˚C”. International Journal of Clean Coal and Energy, vol. 3, pp.19-28, 2014.
14. C. Şensöğüt, “Türk kömürlerinin kendiliğinden yanmaya yatkınlığı - Ilgın linyitleri örneği”, Madencilik, cilt 38, sayı 1, s.45-52, 1999.
15. G. Ökten, “Kömürün kendiliğinden yanması ve önlenmesi için alınacak tedbirler”, Kömür Kimyası ve Teknolojisi, O. Kural (Editör), İstanbul, 1988, s.103-113.
16. E. Kuzoluk, “Farklı miktar ve özellikteki kömür yığınlarının kendiliğinden yanma davranışları, önlenmesi ve önceden tespit edilmesine bir örnek; Çayırhan kömür stokları”, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.5-45, 2014.
17. M. Gündoğar, “TKİ Konya-Ilgın kömür açık işletmesinde ocak yangınları riskinin incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 80s., 2016.
18. B. Genc and A. Cook, “Spontaneous combustion risk in South African coalfields”, The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, vol.115, pp.563-568, 2015.