Development of extraction of low-grade coal resource and CO2 storage system for Hydrogen supply chain

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令和４年度は、CO2ガスモルタル充填材の開発およびその評価を行うための装置の設計・準備ならびに現場試験による採掘跡へのCO2ガスモルタルの注入およびCO2貯留の可能性についても検討した。まず、充填CO2ナノバブル発生装置を作製し、次年度以降実施予定のCO2ガスモルタル充填材の流動特性や強度特性、長期安定性検討にむけて準備を整えた。次に、採掘により形成された地下空間（採掘跡）にCO2ガスセメントモルタルを強制的に圧入して半永久的に貯留処分するシステムを開発するために必要な情報およびその可能性について検討するため、CO2貯留・固定化を目的として、北海道三笠市において実施されたCO2マイクロバブル水および高炉スラグスラリーの坑内炭鉱の払跡への注入実験に参画し、データを収集した。石炭の採掘跡は石炭採掘の影響でき裂が多数存在し，全体として空隙率の大きな領域が形成されている。そのような払跡は，CO2地下貯留ポテンシャルが大きく，高炉スラグを同時に注入することで，CO2の鉱物化によるCO2の地下固定化のみならず，高炉スラグの硬化に伴う払跡の安定化への寄与も期待される。本実験では，地下400 m程度の払跡を対象としてボーリングを掘削し，払跡にCO2マイクロバブル水および高炉スラグスラリーの注入するとともに、注入前後にインジェクションテストを実施し，払跡の透水性を評価した。その結果，実験終了後、払跡の透水係数は大きく低下しており，高炉スラグスラリーの充填による払跡の充填の効果が確認された。本注入実験結果から、本研究の目標とする採掘により発生した採掘跡へのCO2貯留についてその可能性が示唆されたとともに、長壁式採掘法等の現在の採掘方法においても十分適用可能であることが明らかとなった。また、低品位石炭資源採掘システムとして、既存の採掘法に加え、厚層および急傾斜採炭法の適用について検討を行った。