منطقهٔ لرزه‌خیز طبس و انتشار گاز متان در معادن زغال‌سنگ





منطقهٔ لرزه‌خیز طبس و انتشار گاز متان در معادن زغال‌سنگ

۵ مهر ۱۴۰۳، ۸:۳۹

حادثهٔ معدن ۳۱ شهریور ۱۴۰۳ با انفجار گاز متان در معدن زغال‌سنگ موجب فاجعهٔ کشته شدن کارگران مظلوم معدن در ژرفای زمین شد. ولی طبس یادآور کانون زمین‌لرزه ۲۵ شهریور ۱۳۵۷ طبس با بزرگای ۷.۴ نیز است. آیا لرزه‌خیزی بر انتشار گاز متان اثر می‌گذارد؟ گسل‌های فعال می‌توانند بر انتشار گاز متان در معادن زغال‌سنگ، به‌ویژه در زمین‌لرزه‌ها اثر بگذارند. هنگامی که زلزله رخ می‌دهد، امواج لرزه‌ای در اثر جنبایی و حرکت در امتداد گسل منتشر می‌شوند. این حرکت توزیع تنش را در سازندهای سنگی اطراف از جمله رگه‌های زغال‌سنگ تغییر می‌دهد.

تغییرات و تنش ناشی از زلزله منجر به شکستگی‌های جدید در درزه‌های زغال‌سنگ می‌شود. این شکستگی‌ها مسیرهایی را برای گازهای محبوس‌شده در زغال‌سنگ ایجاد می‌کنند تا آزادانه‌تر به‌سمت سطح یا به سینه کار معدن مهاجرت کنند. ذخایر زغال‌سنگ به‌طور طبیعی حاوی متان است که در طی میلیون‌ها سال در فرایندهای بیولوژیکی ضمن تشکیل زغال‌سنگ تولید می‌شود. فرایند شکستگی موجب افزایش فشار در لایهٔ زغال‌سنگ و لایه‌های اطراف آن می‌شود. این فشار نیز می‌تواند متان را از محل‌های ذخیره‌سازی خود خارج کند.

در نزدیکی طبس زمین‌لرزه‌‌ای در ۹ اسفند ۱۴۰۲ با بزرگای ۳.۳ و ۱۶ اسفند ۱۴۰۲ با بزرگای ۳.۵ و ۲۰ مرداد ۱۴۰۳ با بزرگای ۲.۵ ریشتری رخ داد. در روز قبل از حادثهٔ معدن، ۳۰ شهریور ۱۴۰۳، در خوسف بیرجند زمین‌لرزه‌ای با بزرگای ۴ رخ داد و روز بعد پس‌لرزه‌ای با بزرگای ۲.۸ همراه بود.  خوسف بیرجند در حدود ۲۰۰ کیلومتری سایت معادن زغال‌سنگ طبس قرار دارد. در ۲۸ شهریور ۱۴۰۳ زمین‌لرزهٔ ساغند با بزرگای ۲.۵ در ۱۴۰ کیلومتری معدن زغال‌سنگ رخ داد. در ۷ شهریور ۱۴۰۳ نیز زلزله با بزرگای ۲.۵ در پشت‌بادام در صد کیلومتری غرب پهنهٔ معادن زغال‌سنگ طبس رخ داد.

انتشار غیرعادی متان در معادن زغال‌سنگ ممکن است پس از زلزله یا لرزش معدن نیز اتفاق بیفتد. نفوذپذیری یک لایهٔ زغال‌سنگ در معرض زلزله با تغییر شکل ناشی از وقوع زلزله و با فشار منفذ اضافی کنترل می‌شود. حفاری‌های زیرزمینی معمولاً منجر به توزیع مجدد تنش می‌شود که می‌تواند باعث شروع و انتشار شکستگی در تودهٔ زغال‌سنگ شود. این فرایند با تولید امواج لرزه‌ای به‌نام لرزه‌خیزی ناشی از معدن همراه است.  

ارزیابی خطر لرزه‌ای اساساً در حوزهٔ مهندسی زلزله در دهه‌های اخیر با توجه به زلزله‌های مخرب با دورهٔ بازگشت طولانی انجام می‌شود. ولی زمین‌لرزه‌های کوچک که بر انتشار گاز متان در معادن زغال‌سنگ اثر بگذارند، معمولاً در مطالعات تحلیل خطر زلزله مورد توجه نیستند. تغییرات زمین‌شناختی و فیزیکی در زلزله شکستگی‌هایی در سازندهای سنگی اطراف رگه‌های زغالی ایجاد می‌کند که ممکن است منجر به تغییر در دینامیک جریان گاز شود.

حتی یک زلزلهٔ جزئی، تنش دوباره در امتداد گسل و شکستگی‌ها منجر به افزایش نفوذپذیری در لایه‌های سنگی می‌شود و به متان اجازه می‌دهد آزادانه‌تر به‌سمت سطوح آزاد مهاجرت کند. آزاد شدن ناگهانی انرژی در طول زلزله شرایط فشار محلی را تغییر می‌دهد. اگر فشار به‌دلیل فعالیت‌های لرزه‌ای به‌سرعت کاهش یابد، ممکن است به گاز متانی که در فشارهای بالاتر حل شده یا به دام افتاده است، اجازه دهد راحت‌تر از آن خارج شود. علاوه‌بر انتشار مستقیم از درزهای زغال‌سنگ، زمین‌لرزه‌های کوچک ساختارهای خاک بالای محدودهٔ عملیات معدن را تحت‌اثر قرار می‌دهند. تغییرات در تخلخل و محتوای رطوبت خاک در فعالیت لرزه‌ای می‌تواند فرایندهای تبادل گاز بین لایه‌های زیرسطحی و جو را افزایش دهد.

در معادن زغال‌سنگ سامانه‌های گازسنجی غلظت گاز را ردیابی می‌کنند و باید هشدارهای اولیه را در مورد خطرات احتمالی مرتبط با افزایش سطح متان و همچنین همراه با رویدادهای لرزه‌ای را به معدن‌کاران ارائه ‌دهند. متان یک گاز قابل اشتعال است و انتشار ناگهانی آن انفجار در محیط‌های معدن را به‌همراه دارد. غلظت‌های بالای متان می‌تواند اکسیژن را در فضاهای بسته جابه‌جا کند که منجر به خطرات خفگی برای کارگران می‌شود. نظارت مستمر و درک چگونگی تأثیر لرزه‌خیزی بر انتشار متان برای مدیریت ریسک و پدافند غیرعامل در عملیات معدنی واقع در نزدیکی مناطق گسل فعال بسیار مهم است و باید در کشور ما آغاز شود.

 

به اشتراک بگذارید:





نظر کاربران

نظری برای این پست ثبت نشده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیشترین نظر کاربران

زندگی در تعلیق

زندگی در تعلیق