Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами
В статье излагается информация об исследованиях и принципиальных технических решениях использования одного из перспективных источников энергии – метан угольных месторождения, который, также является источником постоянной опасности в шахтах и одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды. А...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137782 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами / К.К. Софийский, Р.К. Стасевич, Д.А. Притула, Е.Е. Дудля // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 215-225. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859943943624458240 |
|---|---|
| author | Софийский, К.К. Стасевич, Р.К. Притула, Д.А. Дудля, Е.Е. |
| author_facet | Софийский, К.К. Стасевич, Р.К. Притула, Д.А. Дудля, Е.Е. |
| citation_txt | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами / К.К. Софийский, Р.К. Стасевич, Д.А. Притула, Е.Е. Дудля // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 215-225. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | В статье излагается информация об исследованиях и принципиальных технических решениях использования одного из перспективных источников энергии – метан
угольных месторождения, который, также является источником постоянной опасности в
шахтах и одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды. Анализируются
наиболее апробированные результаты интенсификации извлечения метана угольных месторождений поверхностными дегазационными скважинами. Предлагается технология пневмогидродинамической обработки скважин на неподработанном массиве, стимулирующая высвобождения газа из углепородного массива и новый способ определения допустимой зоны
взрывобезопасности метановоздушных смесей в дегазационных трубопроводах. Описаны
разработанные технические решения, повышающие энергоэффективность и безопасность
эксплуатации транспортирования и утилизации дегазационных систем. Данные исследования
основываются на примере ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» и других опытов авторов.
У статті викладається інформація про дослідження і принципові технічні рішення використання одного з перспективних джерел енергії - метан вугільних родовища,
який, також є джерелом постійної небезпеки в шахтах і одним з найбільших забрудників навколишнього середовища. Аналізуються найбільш апробовані результати інтенсифікації вилучення метану вугільних родовищ поверхневими дегазаційними свердловинами. Пропонується технологія пневмогідродінамічної обробки свердловин на непідпрацьованому масиві,
стимулююча вивільнення газу з вуглепородного масиву та новий спосіб визначення допустимої зони вибухобезпеки метано-повітряної суміші в дегазаційних трубопроводах. Описано
розроблені технічні рішення, що підвищують енергоефективність та безпеку експлуатації
транспортування та утилізації дегазаційних систем. Дані дослідження ґрунтуються на прикладі ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька »та інших дослідів авторів.
The article describes about fundamental research and technical solutions to use one
of the most promising energy sources - coal mine methane, which is also a source of constant danger
in mines and one of the major pollutants of the environment. Tested results of the intensification
extraction of methane from coal deposits by surface wells are analyzed. The technology of pneumohydrodynamic
well treatment at not undermining array and new method of determining permissible
zone of explosion safety methane-air mixtures in the degassing pipes are proposed. The developed
technical solutions that increase energy efficiency and safety of operation of transportation and utilization of degassing system. These studies are based on the example of "Zasyadko Mine"
and other experiments the authors.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:13:02Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
215
УДК 622.411.332
Софийский К. К., д-р техн. наук, профессор,
Стасевич Р. К., канд. техн. наук, доцент,
Притула Д.А., аспирант
(ИГТМ НАН Украины)
Дудля Е.Е., аспирант
(Государственное ВУЗ «НГУ»)
ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ,
ИЗВЛЕЧЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ МЕТАНА ПОВЕРХНОСТНЫМИ
ДЕГАЗАЦИОННЫМИ СКВАЖИНАМИ
Софійский К. К., д-р техн. наук, професор,
Стасевич Р.К., канд. техн. наук, доцент,
Притула Д.О., аспірант
(ІГТМ НАН України)
Дудля К.Є., аспірант
(Державний ВНЗ «НГУ»)
ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ ТРАНСПОРТУВАННЯ, ВИЛУЧЕННЯ ТА
УТИЛІЗАЦІЇ МЕТАНУ ПОВЕРХНЕВИМИ ДЕГАЗАЦІЙНИМИ
СВЕРДЛОВИНАМИ
Sofiyskiy K.K., D.Sc.(Tech.) Professor,
Stasevich R.K., Ph.D. (Tech.), Associate Professor,
Prytula D.A., Doctoral Student
(IGTM NAS of Ukraine)
Dudlya К.Ye., Doctoral Student
(State HEI «NMU»)
IMPROVING SAFETY OF TRANSPORTATION, EXTRACTION AND UTI-
LIZATION OF METHANE OF SURFACE DECONTAMINATING WELLS
Аннотация: В статье излагается информация об исследованиях и принципиальных тех-
нических решениях использования одного из перспективных источников энергии – метан
угольных месторождения, который, также является источником постоянной опасности в
шахтах и одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды. Анализируются
наиболее апробированные результаты интенсификации извлечения метана угольных место-
рождений поверхностными дегазационными скважинами. Предлагается технология пневмо-
гидродинамической обработки скважин на неподработанном массиве, стимулирующая вы-
свобождения газа из углепородного массива и новый способ определения допустимой зоны
взрывобезопасности метановоздушных смесей в дегазационных трубопроводах. Описаны
разработанные технические решения, повышающие энергоэффективность и безопасность
эксплуатации транспортирования и утилизации дегазационных систем. Данные исследования
основываются на примере ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» и других опытов авторов.
Ключевые слова: метан, дегазация, газотранспортная система, турбодетандеры, утили-
зация.
________________________________________________________________________________
© К.К. Софийский, Р.К. Стасевич, Д.А. Притула, Е.Е. Дудля, 2016
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
216
Введение. При сложности современного горного производства эффектив-
ные меры по обеспечению метанобезопасности горных работ и извлечению
шахтного метана могут быть реализованы только при проведении предвари-
тельной и опережающей дегазации поверхностными скважинами, а также обу-
стройством рациональных систем подземной и комбинированной дегазации и
вентиляции шахт.
Представляя один из самых перспективных потенциальных источников
энергии, метан сегодня является не только источником постоянной опасности
для шахтеров, но и одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды
[1]. Утилизация метана угольных месторождений (МУМ) позволяет существен-
но сократить объемы его выбросов в атмосферу угольными предприятиями.
Накопленный опыт на ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» показывает, что регу-
лярно можно вырабатывать до 15 МВт электрической и тепловой мощности и
при этом до 2-х тыс. м
3
метана в сутки отправлять на заправку автомобилей [2-
4]. Анализ положительного опыта этого предприятия показывает, что имеется
целый ряд дополнительных технических возможностей повышения безопасно-
сти добычи и эффективности утилизации метана. Между национальными нор-
мативными документами, регулирующими безопасность при транспортировке
метана дегазационными трубопроводами и его утилизацией, существуют раз-
личия в оценке минимальной концентрации метана, которая рассматривается
как безопасная для транспортировки и утилизации, при этом в разных странах
она варьируется в диапазоне от 25% до 40% [5].
Объемная доля метана 3,5-30% в дегазационных трубопроводах типична
для большей части трубопроводов подземной дегазации, что в свою очередь,
остается не решенным вопрос его транспортировки и утилизации.
Все вышеизложенное говорит о том, что проблема метана многогранна, за-
трагивает многие аспекты горного дела и требует настоятельной необходимо-
сти постановки на индустриальную основу его добычу и утилизацию, что поз-
волит вовлечь в топливно-энергетический баланс стран огромные ресурсы но-
вого энергоносителя; улучшить экологию за счет сокращения выбросов метана
в атмосферу и повысить безопасность работ в шахтах за счет предварительной
дегазации горных массивов.
Как наиболее эффективный, стимулирующий высвобождение газа из пла-
стов и пород угля предлагается способ пневмогидродинамического воздействия
(ПГДВ) на продуктивный горизонт [1,2,4,8]. Сущность технологии ПГДВ со-
стоит в следующем: скважины бурят на части шахтного поля, подготавливае-
мой к разработке, располагая их по возможности равномерно на длине выемоч-
ного столба. Первую скважину бурят так, чтобы проекция еѐ забоя на угольный
пласт находилась на расстоянии 30-50 м от монтажного ходка. Последующие
скважины бурят вдоль выемочного поля так, чтобы их забои находились не
ближе 30 м от вентиляционной выработки и не далее середины лавы. При ин-
тервале между скважинами менее 300 м они, как правило, аэродинамически со-
общаются, поэтому сокращение интервала может уменьшить дебит отдельной
скважины. Оптимальный интервал и параметры конструкции скважин рассчи-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
217
тывают в зависимости от геологических и горнотехнических условий. Глубину
бурения скважин выбирают так, чтобы их забои располагались не ближе 8 тпл
от почвы вынимаемого пласта.
Пневмогидродинамическую обработку продуктивного горизонта скважины
(рис.1) осуществляют следующим образом [1,2,10].
1 - ПДС; 2 - обсадная труба; 3 -перфорация; 4 - продуктивный горизонт;
5 - НКТ; 6 - концевик; 7 - пакер; 8 - подпакерная зона; 9 - надпакерная зона;
10 - обвязка скважины; 11 - рабочая жидкость
Рисунок 1 - Способ пневмогидродинамической обработки продуктивного горизонта
скважины.
Поверхностную дегазационную скважину (ПДС) 1 обсаживают обсадной
трубой 2 с перфорацией 3 по длине продуктивного горизонта 4, после чего
спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 5 с концевиком 6 и
установленным посредине него пакером 7, который устанавливают в рабочее
положение посредине продуктивного горизонта. Таким образом, пакер разделя-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
218
ет полость скважины на подпакерную зону 8 и надпакерную 9, устанавливают
обвязку скважины 10, а еѐ пространство заполняют рабочей жидкостью 11 вы-
ше продуктивного горизонта, подачей сжатого воздуха через насосно-
компрессорную трубу 5 в подпакерной зоне создают давление и определяют
степень фильтрации до обработки, после чего проводят пневмогидродинамиче-
скую обработку продуктивного горизонта путем создания давления жидкости в
подпакерной и надпакерной зонах скважины одновременно, а сброс его с зон
производят поочередно. После обработки продуктивного горизонта определяют
степень фильтрации флюида через продуктивный горизонт с подпакерной зоны
в надпакерную. По соотношению степеней фильтрации до и после обработки
продуктивного горизонта определяют коэффициент эффективности пневмогид-
родинамической обработки продуктивного горизонта. Обработку осуществля-
ют до тех пор, пока не будет достигнут необходимый коэффициент эффектив-
ности. После этого скважину подключают к магистральному газопроводу и из-
меряют абсолютное давление, температуру, расход в м
3
и процентное содержа-
ние метана. Если достигнуты расчетные значения на интервале сутки, то де-
кольматацию прекращают, если нет декольматацию продолжают до достиже-
ния расчетных значений.
Область применения способа – скважины, герметизация которых
выдерживает давление не менее 2 МПа. Перечень оборудования для ПГДВ
приведен в таблице 1, условия применения способа – в таблице 2, основные
технико-экономические показатели – в таблице 3. Энергоснабжение – для эл.
установка. Связь и сигнализация – диспетчерская связь и оповещение об
авариях и технологическая связь на площадке.
Таблица 1 - Перечень оборудования и приборов для пневмогидродинамического воздействия
№п/п Наименование Количество, шт.
1 Компрессор высокого давления УПС-400 1
2 Устройство воздействия гидродинамического 2
3 Насос 50 НР-32 1
4 Пульт дистанционного управления 1
5 Манометр МТ (оБМГ) 1
6 Манометр МП-44 2
7 Секундомер 1
8 Колонна насосно-компрессорных труб 1
Таблица 2 - Условия применения пневмогидродинамического воздействия
Наименование Ед. измерения Количество
Глубина ПДС м нет ограничений
Диаметр ПДС мм не менее 108
Давление герметизации ПДС МПа не менее 2
Электроснабжение площадки ПДС в 660/380
Таблица 3 - Основные технико-экономические показатели работы ПДС после проведения
пневмогидродинамического воздействия
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
219
Наименование Ед.измерения Количество
Среднегодовая добыча газа из 1 ПДС млн м
3
4,7
Себестоимость 1 м
3
газа грн/м
3
0,13
Капитальные вложения на м
3
грн/м
3
0,09
Время работы ПДС мес. более 54
Снижение давления газа от скважины до потребителя в существующей по-
верхностной газотранспортной системе ПАО «Шахта им.А.Ф. Засядько» на
всех ступенях осуществляется путем дросселирования с полной потерей избы-
точной механической энергии, полученной из скважин. Как показывают расче-
ты, величина этой потери в среднем составляет около 77 Вт/м
3
. Это означает,
что в масштабах шахты, при годовом потреблении газа порядка 34 млн м
3
, об-
щая потеря энергии от дросселирования газа превышает 2,4 млн. кВт⋅ч в год.
Для полезного использования энергии выходного давления скважин разработа-
на схема реконструированной поверхностной газотранспортной системы (ГТС),
с использованием проложенного магистрального газопровода, диаметром 325
мм, представленная на рис.2.
Рисунок. 2 – Структурно-технологическая схема транспортирования и утилизации метана.
В составе ГТС предусмотрена турбодетандерная станция, оборудованной 3-
мя турбодетандерами генераторами для выработки электроэнергии при регене-
рации энергии сжатого газа высокого давления 0,7 МПа в низкое давление до
10 кПа, подаваемое посредством газосмесительного регуляторного пункта
(ГСРП) в когенерационную станцию (КГЭС).
Природный газ, нагреваясь в теплообменниках отработанными газами коге-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
220
нерации с температурой 150°С, отдает турбодетандерам энергию конденсации
паров дополнительно к энергии давления газа, повышая их КПД и предотвра-
щая выпадение из него влаги и тяжелых фракций (гидратов, бутана, пропана,
этана и т.п.)
На этой схеме останутся действующие в настоящее время скважины ЗД-8,
МС599, 1195, МС598, ЗД-3 и ЗД-5. Подключаться к магистральному газопрово-
ду они будут через газорегуляторные пункты подготовки газа (ГРПП). Допол-
нительно к магистральному газопроводу будут подключаться вновь иницииро-
ванные скважины с применением технологии ПГДВ. МУМ содержит механи-
ческие твердые и жидкие примеси - песок, пыль, воду, масло, конденсат, серни-
стые соединения и др. Учитывая вышеизложенное, ГРПП, устанавливаемые
возле устья скважин оборудуются вихревыми газожидкостными сепараторами
СЦВ, предназначенными для глубокой очистки газа от капельной, мелкодис-
персной, аэрозольной влаги и механических примесей. Для обеспечения непре-
рывности измерения и диспетчерского контроля режимов работы скважины
выбран универсальный контроллер с автономным питанием Эргомера-126.MU
обеспечивающий выполнение нижеприведенных функций: непрерывное авто-
матическое измерение абсолютного давления газа из скважины, МПа; абсолют-
ное давления газа, подаваемого в ГТС, МПа; температура газа °С, подаваемого
в ГТС; периодическое измерение и вычисление расхода газа, подаваемого в
ГТС, приведенного к стандартным условиям, м
3
/ч и объема газа, подаваемого в
ГТС, приведенного к стандартным условиям на суточном интервале времени с
привязкой по времени, м
3
. Схема трубопроводной обвязки скважин (рис.2) раз-
работана таким образом, чтобы можно было проводить профилактические ра-
боты и периодические проверки погрешностей измерения дебита газа без оста-
новки скважины. В ГРПП предусмотрены: обратные клапаны, исключающие
попадание газа из других скважин в действующую, предохранительный и
сбросной клапаны. Скважины оборудуются регулирующими клапанами прямо-
го действия для задания расчетного уровня давления скважины и передача ин-
формации из ГРПП на диспетчерский пункт обеспечивается с помощью GSM
модемов.
За основу для разработки и исследований обеспечения взрывобезопасности
подземных дегазационных газопроводов принят способ, который заключается в
определении границ взрывоопасности по концентрации двух компонентов (ме-
тана и кислорода), представленный на диаграмме взрывоопасных смесей
(рис.3), составленной на основе исследований Кауерда [5]. В разработанном
способе для определения границы взрывобезопасности метановоздушных сме-
сей в дегазационных трубопроводах проводят одновременное измерение кон-
центрации метана и кислорода и устанавливают границу нормированной взры-
воопасной зоны метановоздушных смесей в дегазационных трубопроводах по
формуле
Кб
K
=КвО
СН
2
4
, (1)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
221
где 2КвО - концентрация кислорода;
4CHK - концентрация метана, измеренная
газоанализатором метана; Кб – коэффициент безопасности.
При этом нормированной безопасной зоной является зона, в которой
концентрация кислорода, измеренная датчиком кислорода, равна или меньше
концентрации кислорода, вычисленной по приведенной формуле (1). На
диаграмме (рис.3) граница допустимой взрывоопасной зоны метано-воздушных
смесей в дегазационных трубопроводах, определенная по приведенной
формуле (1), представлена линией MN. Точка N, соответствующая 25%
концентрации метана в смеси, выбрана согласно [10].
Метано-воздушная смесь правее линии MN, зоны (V), (VI) может безопасно
использоваться для выработки тепловой и (или) электрической энергии. Зона (I)
с низким содержанием горючего материала при повышении количества метана
может стать взрывоопасной. Зона (II) на рис. 3 - взрывоопасная зона, зона (III) -
смесь выбрасывается в атмосферу, зона (IV) не может стать взрывоопасной
даже при попадании дополнительного количества воздуха.
Рисунок 3 - Диаграмма иллюстрирующая разработанный способ определения границы
врывобезопасности дегазационных метано-воздушных смесей.
На структурно-технологической схеме (рис.2), представлены разработанные
нами технические решения для обеспечения взрывобезопасности
транспортирования газовоздушной смеси в подземных участковых и
магистральных газопроводах. Участковые и магистральные газопроводы
оборудуются газоанализаторами метана и кислорода. Их сигналы поступают в
контроллеры-регуляторы РСУ и РСМ, которые вычисляют по формуле (1)
значения КвО2 и сравнивают его с измеренным значением концентрации
кислорода КиО2 и если окажется, что КвО2 больше, чем КиО2 то подают
сигналы на открытие клапанов КУ1, КУ2, КМ и в газопровод подается
инертный газ из трубопроводов, заполненных азотом N2, до тех пор пока в
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
222
газопроводе измеренное значение КиО2 не станет ниже вычисленного по
формуле (1). Азот получается на когенерационной станции из отработанных на
КГЭС дымовых газов с температурой 150°С, из которых удалятся Н2О в
теплообменниках, установленных на входах турбодетандеров. При этом
температура газов понижается до 60°С, а их тепловая энергия используется
дополнительно в турбодетандерах для выработки электроэнергии. Осушенные
уходящие дымовые газы в мембранном разделителе (МР) газов разделяется на
азот и углекислый газ. Азотом заполняются магистральные и участковые
подземные газопроводы, а углекислым газом парниковый трубопровод.
Взрывобезопасная подземная дегазационная смесь с помощью вакуумно-
воздушных компрессоров (ВК) направляется через участок очистки, осушки и
подготовки газа (УОПГ) в ГСРП. Газопровод на КГЭС оборудуется
газоанализаторами метана и кислорода, сигналы из которых поступают
контроллер-регулятор РСК смешения газа на КГЭС. При измеренной
концентрации кислорода в смеси КиО2 большей концентрации вычисленной
по формуле (1) контролер РСК подает сигнал на открывание клапана КК и
смесь с концентрацией метана больше 90% из турбодетандерной станции
подаѐтся в трубопровод КГЭС, где смешивается с подземной дегазационной
смесью до концентраций метана, измеренных газоанализатором, больших, чем
25%.
Основные результаты научных исследований и разработок, представленные
в настоящей статье, заключаются в том, что приведена информация об одном из
апробированных, эффективных и безопасных вариантов технологии извлечения
метана угольных месторождений, огромными запасами которого располагает
Украина с применением пневмогидродинамической обработки продуктивного
горизонта скважин, приведена технологическая схема безопасной транспорти-
ровки метановоздушных смесей по подземным и поверхностным дегазацион-
ным трубопроводам и полной утилизации метана с дополнительным использо-
ванием энергии давления дегазационных скважин и энергии конденсации отра-
ботанных выходящих газов, описан способ определения нормированной грани-
цы взрывобезопасности метановоздушных дегазационных смесей, позволяю-
щий существенно повысить энергоэффективность их утилизации. Использова-
ние парникового углекислого газа и теплой химочищенной воды для выращи-
вания овощей обеспечивает экологическую чистоту, представленного в статье
технологического процесса.
__________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРы
1. Динамические способы декольматации поверхностных скважин / К.К. Софийский,
П.Е. Филимонов, Б.В. Бокий [и др.] // Днепропетровск: ТОВ «Східний видавничий дім», 2014. – 248 c.
2. Пат.№47577 UA, МПК(2010) Е 21 В 43/26. Спосіб пневогідродинамічноі обробки продуктив-
ного горизонту свердловини / А.Ф. Булат, Є.Г. Барадулін, I.О. Ефремов, Д.М. Житльонок, К.К. Со-
фійський, П.Є. Філімонов, В.В. Чередніков; заявник і патентовласник ІГТМ НАН України.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
223
u200909241; заявл.08.09.2009; опубл.10.02.2010; Бюл.№3
3. Способы повышения дебита поверхностных дегазационных скважин / Е.Л. Звягильский, И.А.
Ефремов, В.В. Бобрышев [и др.] // Геотехническая механика: межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН
Украины. – 2004. - Вып.49. – С. 3–8.
4. Управление аэрологическими и геомеханическими процессами в угольных шахтах / А.Ф. Бу-
лат, К.К. Софийский, Р.А. Агаев [и др.]. – Мариуполь: ТОВ «Східний видавничій дім», 2016. – 300 с.
5. Звягильский, Е. Л. Управление метановыделением на выемочных участках угольных шахт:
[монография] / Е. Л. Звягильский, Б. В. Бокий, О. И. Касимов. - Донецк : Ноулидж, Донец. отд-ние,
2013. - 125 С.
6. Європейська економічна комісія партнерство “Метан - на ринки”. Керівництво по якнайкращій
практиці ефективної дегазації джерел метановидалення і утилізації метану на вугільних шахтах. - Ор-
ганізація Об'єднаних Націй Нью-Йорк і Женева, 2010. - № 31,
7. Дегазація вугільних шахт. Вимоги до способів і схеми дегазації: СОУ 10.1 00174088.001 – 2004
, Київ: 2004. - 162 с. – (Нормативний документ Мінвуглепрому України. Стандарт).
8. Чередников, В.В. Енергозберігаюча технологія видобутку шахтного метану / В.В. Чередников,
Е.А. Воробьев, М.О. Николенко // Энергосбережение – 2009. – №2. – С. 16-22.
9. Пат. № 112578 UA, МПК (2016.01) E21F 17/00. Спосіб визначення межі вибухобезпечності ме-
тано-повітряних сумішей в дегазаційних трубопроводах/ К.Є. Дудля, О.Н. Криворучко; заявник і па-
тентовласник ІГТМ НАН України.-u 2016 05731; заявл. 27.05.2016; опубл. 26.12.2016, Бюл. №24.
10. Притула, Д.А. Методология расчета параметров поверхностной дегазационной газотранс-
портной системы для условий ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» / Д.А. Притула, Е.Е. Дудля, Б.В. Бо-
кий // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украины. - 2016. – Вып.130
.– С.78-91.
REFERENCES
1. Sofiysky K.K., Filimonov P.E. and Bokiy B.V. (2014), Dinamicheskiye sposoby dekolmatatsii pov-
erkhnostnykh skvazhin [Dynamic methods of decolmatization of surface wells], Oriental Publishing House,
Doneck, Ukraine.
2. Bulat A.F., Baradulin E.G., Efremov I.A., Zhytlyonok D.M., Sofiyskiy K.K., Filimonov P.E. and
Cherednikov V.V., M.S. Poljakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS of Ukraine (2010), Sposib
pnevmogidrodynamichnoy obrobky produktyvnoho horyzontu sverdlovyny [Method pnevohidrodynamichnoi
treatment wells producing horizon], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 47577.
3. Zvyagilsky E.L., Efremov I.A. and Bobryshev V.V. (2004), «Methods for increasing the rate of sur-
face degassing wells», Geo-Technical Mechanics, no. 49, pp. 3-8.
4. Bulat A.F., Sofiysky K.K. and Agaev R.A. (2014), Upravleniye aerologicheskimi i geomekhaniches-
kimi protsessami v ugol'nykh shakhtakh, [Management of aerological and geomechanical processes in coal
mines], Oriental Publishing House, Mariupol, Ukraine.
5. Zvyagilsky E.L., Boky B.V. and Kasimov O.I. (2013), Upravleniye metanovydeleniyem na vyyemo-
chnykh uchastkakh ugol'nykh shakht [Management of methane emissions at coal mine sites], Oriental Publi-
shing House, Donetsk, Ukraine.
6. Economic Commission for Europe Partnership "Methane - to markets» (2010), Kerivnyctvo po yak-
naykrashchiy practyci efektyvnoy degazatsiy dzherel metanovydalennya i utylizatsiy metanu na vugilnykh
shakhtakh [Guide my very best practice effective decontamination metanovydalennya sources and utilization
of methane in coal mines], OUN, №31, New York and Geneva.
7. Ukraine Ministry of Coal Industry (2004), 10.1 00174088.001 – 2004, Dehazatsiya vuhilnykh shakht.
Vymohy do sposobiv i skhemy dehazatsiyi,[ 10.1 00174088.001 – 2004, Degassing coal mines. Requirements
ways and drainage schemes], Ukraine Ministry of Coal Industry, Kiev, Ukraine.
8. Cherednikov V.V., Vorobyov E.A. and Nikolenko M.O. (2009), «Energy-saving technology of mine
methane extraction», Energy saving, no.2., pp. 16-22.
9. Dudlya K.E. and Krivoruchko O.N., M.S. Poljakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS
of Ukraine (2016), Sposib vyznachennya mezhi vybukhobezpechnosti metano-povitryanykh sumishey v deha-
zatsiynykh truboprovodakh, [Method of determining the boundaries vybuhobezpechnosti methane-air mix-
ture in the degassing pipelines], State Register of Patents of Ukraine, UA, Pat. №.112578.
10. Prytula D.A., Dudlya K.E., Bokiy B.V. (2016) « Methodology calculation parameters poverhnostnoy
dehazatsyonnoy hazotransportnoy system for uslovyy PJSC "Mine to them. A.F. Zasyadko "», Geo-
Technical Mechanics, no. 130, pp. 78-91
______________________
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
224
Об авторах
Софийский Константин Константинович, доктор технических наук, профессор заведующий
отделом Проблем технологий подземной разработки угольных месторождений Института геотехни-
ческой механики имени Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, igtmdep16@gmail.com.
Стасевич Ришард Казимирович, кандидат техники наук, старший научный сотрудник в отделе
Проблем технологий подземной разработки угольных месторождений Института геотехнической ме-
ханики имени Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, rishardstas@gmail.com.
Притула Дмитрий Александрович, аспирант, инженер отдела Проблем технологий подземной
разработки угольных месторождений Института геотехнической механики имени Н.С. Полякова
НАН Украины, Днепр, Украина, igtmdep16@gmail.com.
Дудля Екатерина Евгеньевна, аспирант кафедры «Транспортных систем и технологий», Госу-
дарственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет», Днепр, Украина.
About the authors
Sofiyskiy Konstantin Konstantinovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of De-
partment of Undeground Coal Mining Technology, N.S. Poliakov Institute of Geotechnical Me-
chanics under The National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepr, Ukraine,
igtmdep16@gmail.com.
Stasevich Rishard Kazimirovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher,
Senior Researcher of Department of Undeground Coal Mining Technology, M.S. Poliakov Institute
of Geotechnical Mechanics under NAS of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr, Ukraine, rishard-
stas@gmail.com.
Prytula Dmytro Oleksandrovych, Doctoral Student, Engineer in Department of Underground
Coal Mining, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of
Science of Ukraine (IGTM,NASU), Dnepr, Ukraine, igtmdep16@gmail.com.
Dudlya Katherine Yevgenievna, Doctoral Student of the Transport System and Technology
Department of the State Higher Educational Institution “National Mining University”, Dnepr,
Ukraine.
Анотація. У статті викладається інформація про дослідження і принципові технічні рі-
шення використання одного з перспективних джерел енергії - метан вугільних родовища,
який, також є джерелом постійної небезпеки в шахтах і одним з найбільших забрудників на-
вколишнього середовища. Аналізуються найбільш апробовані результати інтенсифікації ви-
лучення метану вугільних родовищ поверхневими дегазаційними свердловинами. Пропону-
ється технологія пневмогідродінамічної обробки свердловин на непідпрацьованому масиві,
стимулююча вивільнення газу з вуглепородного масиву та новий спосіб визначення допус-
тимої зони вибухобезпеки метано-повітряної суміші в дегазаційних трубопроводах. Описано
розроблені технічні рішення, що підвищують енергоефективність та безпеку експлуатації
транспортування та утилізації дегазаційних систем. Дані дослідження ґрунтуються на прик-
ладі ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька »та інших дослідів авторів.
Ключові слова: метан, дегазація, газотранспортна система, турбодетандери, утилізація.
Abstract. The article describes about fundamental research and technical solutions to use one
of the most promising energy sources - coal mine methane, which is also a source of constant dan-
ger in mines and one of the major pollutants of the environment. Tested results of the intensification
extraction of methane from coal deposits by surface wells are analyzed. The technology of pneu-
mohydrodynamic well treatment at not undermining array and new method of determining permis-
sible zone of explosion safety methane-air mixtures in the degassing pipes are proposed. The devel-
oped technical solutions that increase energy efficiency and safety of operation of transportation
http://mbox2.i.ua/compose/1835645276/?cto=IU0YITNJau1GDyJELBQ4b3yqzr%2Bdt6Wz0c6uwH6Dv6a6yX%2BowYl8
http://mbox2.i.ua/compose/1835645276/?cto=IU0YITNJau1GDyJELBQ4b3yqzr%2Bdt6Wz0c6uwH6Dv6a6yX%2BowYl8
http://mbox2.i.ua/compose/1835645276/?cto=IU0YITNJau1GDyJELBQ4b3yqzr%2Bdt6Wz0c6uwH6Dv6a6yX%2BowYl8
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
225
and utilization of degassing system. These studies are based on the example of "Zasyadko Mine"
and other experiments the authors.
Key words: methane, degassing, gas transport system, cogeneration, utilization.
Статья поступила в редакцию 17.07.2017
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук С.А. Курносовым
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137782 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:13:02Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Софийский, К.К. Стасевич, Р.К. Притула, Д.А. Дудля, Е.Е. 2018-06-17T16:18:57Z 2018-06-17T16:18:57Z 2016 Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами / К.К. Софийский, Р.К. Стасевич, Д.А. Притула, Е.Е. Дудля // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 215-225. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137782 622.411.332 В статье излагается информация об исследованиях и принципиальных технических решениях использования одного из перспективных источников энергии – метан угольных месторождения, который, также является источником постоянной опасности в шахтах и одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды. Анализируются наиболее апробированные результаты интенсификации извлечения метана угольных месторождений поверхностными дегазационными скважинами. Предлагается технология пневмогидродинамической обработки скважин на неподработанном массиве, стимулирующая высвобождения газа из углепородного массива и новый способ определения допустимой зоны взрывобезопасности метановоздушных смесей в дегазационных трубопроводах. Описаны разработанные технические решения, повышающие энергоэффективность и безопасность эксплуатации транспортирования и утилизации дегазационных систем. Данные исследования основываются на примере ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» и других опытов авторов. У статті викладається інформація про дослідження і принципові технічні рішення використання одного з перспективних джерел енергії - метан вугільних родовища, який, також є джерелом постійної небезпеки в шахтах і одним з найбільших забрудників навколишнього середовища. Аналізуються найбільш апробовані результати інтенсифікації вилучення метану вугільних родовищ поверхневими дегазаційними свердловинами. Пропонується технологія пневмогідродінамічної обробки свердловин на непідпрацьованому масиві, стимулююча вивільнення газу з вуглепородного масиву та новий спосіб визначення допустимої зони вибухобезпеки метано-повітряної суміші в дегазаційних трубопроводах. Описано розроблені технічні рішення, що підвищують енергоефективність та безпеку експлуатації транспортування та утилізації дегазаційних систем. Дані дослідження ґрунтуються на прикладі ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька »та інших дослідів авторів. The article describes about fundamental research and technical solutions to use one of the most promising energy sources - coal mine methane, which is also a source of constant danger in mines and one of the major pollutants of the environment. Tested results of the intensification extraction of methane from coal deposits by surface wells are analyzed. The technology of pneumohydrodynamic well treatment at not undermining array and new method of determining permissible zone of explosion safety methane-air mixtures in the degassing pipes are proposed. The developed technical solutions that increase energy efficiency and safety of operation of transportation and utilization of degassing system. These studies are based on the example of "Zasyadko Mine" and other experiments the authors. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами Підвищення безпеки транспортування, вилучення та утилізації метану поверхневими дегазаційними свердловинами Improving safety of transportation, extraction and utilization of methane of surface decontaminating wells Article published earlier |
| spellingShingle | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами Софийский, К.К. Стасевич, Р.К. Притула, Д.А. Дудля, Е.Е. |
| title | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| title_alt | Підвищення безпеки транспортування, вилучення та утилізації метану поверхневими дегазаційними свердловинами Improving safety of transportation, extraction and utilization of methane of surface decontaminating wells |
| title_full | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| title_fullStr | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| title_full_unstemmed | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| title_short | Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| title_sort | повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137782 |
| work_keys_str_mv | AT sofiiskiikk povyšeniebezopasnostitransportirovaniâizvlečeniâiutilizaciimetanapoverhnostnymidegazacionnymiskvažinami AT stasevičrk povyšeniebezopasnostitransportirovaniâizvlečeniâiutilizaciimetanapoverhnostnymidegazacionnymiskvažinami AT pritulada povyšeniebezopasnostitransportirovaniâizvlečeniâiutilizaciimetanapoverhnostnymidegazacionnymiskvažinami AT dudlâee povyšeniebezopasnostitransportirovaniâizvlečeniâiutilizaciimetanapoverhnostnymidegazacionnymiskvažinami AT sofiiskiikk pídviŝennâbezpekitransportuvannâvilučennâtautilízacíímetanupoverhnevimidegazacíinimisverdlovinami AT stasevičrk pídviŝennâbezpekitransportuvannâvilučennâtautilízacíímetanupoverhnevimidegazacíinimisverdlovinami AT pritulada pídviŝennâbezpekitransportuvannâvilučennâtautilízacíímetanupoverhnevimidegazacíinimisverdlovinami AT dudlâee pídviŝennâbezpekitransportuvannâvilučennâtautilízacíímetanupoverhnevimidegazacíinimisverdlovinami AT sofiiskiikk improvingsafetyoftransportationextractionandutilizationofmethaneofsurfacedecontaminatingwells AT stasevičrk improvingsafetyoftransportationextractionandutilizationofmethaneofsurfacedecontaminatingwells AT pritulada improvingsafetyoftransportationextractionandutilizationofmethaneofsurfacedecontaminatingwells AT dudlâee improvingsafetyoftransportationextractionandutilizationofmethaneofsurfacedecontaminatingwells |