Abstract
A burning coal seam at Aldridge Creek, southeastern British Columbia, has been monitored over a 3 year period to document the geometry of the fire front, subsidence history, and gas emissions. The fire front is advancing at about 13.5 m/year at an angle of about 45–70° to the strike of the coal seam. Based on near-surface temperature anomalies, the zone of combustion, carbonization, and gasification appears to extend down the dip of the coal seam about 40 m and to a depth below ground surface of 20 m. The geometry of the fire front is mainly the result of the insulation provided by the overburden, which facilitates higher temperatures in advance of the fire at depth. With advance of the fire front the upper 2–3 m of coal is coked and partly burnt, resulting in subsidence of the overlying strata along concentric faults. Heat is initially conducted and, with opening of fractures, convected with emission gases to the surface. In hotter zones, at temperatures approaching the melting point of the rocks, radiative heat transfer may occur.With advance of the fire front towards the sampling drill holes, a general, although not consistent, decline in O2 and N2 and an increase in CO2, CO, H2, and CH4 were observed in the emission gas. All the gasification products are highly diluted by air and are not in equilibrium. The product gas emissions do not reflect any distinct zonation of combustion, reduction, or pyrolysis–devolatilization accompanying advance of the fire front, such as has been observed in cocurrent in situ gasification experiments. Lack of such a zonation is likely a result of gas leakage and a large throughput of air resulting from the development of open fractures and faults, together with the shallow depth of cover.
La combustion d'une couche de charbon à Aldridge Creek dans le sud-est de la Columbie-Britannique a été suivie sur une période de 3 ans pour mieux connaître la géométrie du front de combustion, le mécanisme d'affaissement et les gaz émis. Le front de combustion progresse au rythme d'environ 13,5 m/an à un angle d'environ 45–70° par rapport à la direction de la couche de charbon. Les températures anomales près de la surface révèlent que la zone de combustion et de gazéification semble se prolonger d'environ 40 m le long du pendage de la couche de charbon à une profondeur de 20 m sous la surface. La géométrie du front de combustion est contrôlée principalement par l'isolation fournie par le recouvrement de dépôts meubles qui favorise en profondeur et en aval du feu des températures plus élevées. La progression du front de combustion transforme les 2–3 m du charbon situé au-dessus en coke et le brûle partiellement, ce qui provoque un affaissement de la couche sus-jacente le long de failles concentriques. À l'origine la chaleur est transmise par conduction et avec la formation de fractures s'ajoute la convection et également l'émission des gaz en surface. Dans les zones où les températures s'approchent du point de fusion des roches, la chaleur peut être transférée par radiation.Lorsque le front de combustion progresse en marge des trous forés pour échantillonnage on observe dans les gaz émis en général, mais pas de manière continue, une diminution de O2 et de N2 et un accroissement de CO2, CO, H2 et CH4. Tous les produits de gazéification sont fortement dilués par l'air et n'atteignent pas les conditions d'équilibre. Les produits des gaz émis ne permettent pas de distinguer les zones de combustion, de réduction ou de pyrolyse–dévolatilisation qui accompagnent la progression du front de combustion, comme observées dans les travaux expérimentaux concourants de gazéification in situ. L'absence d'une telle zonation semble être le résultat de fuites de gaz et du grand débit d'air causé par le développement de l'ouverture des fractures et des failles associées à une faible épaisseur de la couverture de dépôts meubles. [Traduit par le journal]