Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана
Викладено основні дані про наявність і видобуток вугілля на шахтах України, емісії та видобутку газу метану на вугільних шахтах та охарактеризовані методи підвищення уровня ефективності процесів. Master datas are laid out about a presence and mining on the mines of Ukraine, emission and booty of gas...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53617 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана / И.А. Ященко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 17-31. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53617 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ященко, И.А. 2014-01-25T12:15:04Z 2014-01-25T12:15:04Z 2012 Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана / И.А. Ященко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 17-31. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53617 622.4.332:023.623 Викладено основні дані про наявність і видобуток вугілля на шахтах України, емісії та видобутку газу метану на вугільних шахтах та охарактеризовані методи підвищення уровня ефективності процесів. Master datas are laid out about a presence and mining on the mines of Ukraine, emission and booty of gas of methane on coal mines and the described methods of increase of levek efficiency of these processes. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана Increase the level and efficiency of degassing at a coal company in Ukraine. Recycling program implementation of methane gas Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана |
| spellingShingle |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана Ященко, И.А. |
| title_short |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана |
| title_full |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана |
| title_fullStr |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана |
| title_full_unstemmed |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана |
| title_sort |
повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях украины. реализация программы утилизация газа-метана |
| author |
Ященко, И.А. |
| author_facet |
Ященко, И.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехническая механика |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Increase the level and efficiency of degassing at a coal company in Ukraine. Recycling program implementation of methane gas |
| description |
Викладено основні дані про наявність і видобуток вугілля на шахтах України, емісії та видобутку газу метану на вугільних шахтах та охарактеризовані методи підвищення уровня ефективності процесів.
Master datas are laid out about a presence and mining on the mines of Ukraine, emission and booty of gas of methane on coal mines and the described methods of increase of levek efficiency of these processes.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53617 |
| citation_txt |
Повышение уровня и эффективности дегазации на угольных предприятиях Украины. Реализация программы утилизация газа-метана / И.А. Ященко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 17-31. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT âŝenkoia povyšenieurovnâiéffektivnostidegazaciinaugolʹnyhpredpriâtiâhukrainyrealizaciâprogrammyutilizaciâgazametana AT âŝenkoia increasethelevelandefficiencyofdegassingatacoalcompanyinukrainerecyclingprogramimplementationofmethanegas |
| first_indexed |
2025-11-24T19:11:51Z |
| last_indexed |
2025-11-24T19:11:51Z |
| _version_ |
1850494421459533824 |
| fulltext |
17
Основні функціональні обов'язки співробітників ділянки ВТБ під час рі-
шення задач провітрювання шахт відображені матрицею RACI (табл. 4) . Інфо-
рмаційно-аналітичним моделюванням ШВС на дільниці ВТБ займаються три
відповідальні особи: начальник дільниці, помічник начальника дільниці і його
заступник. Власне, практика проведення вентиляційних розрахунків, що скла-
лася, призначила цю роль помічнику начальника ділянки (який в перспективі
може очолити ГІЗ).
ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ
1. НПАОП 10.0-1.01-10. Правила безпеки у вугільних шахтах. Затв. Наказом Державного комітету
України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду 22.03.2010 N 62.- К.:2010.- 430c.
2. СОУ 10.1-00185790-02-2005 Правила технічної експлуатації вугільних шахт. – Київ: Мінвуглепром
України, 2006. – 354с.
3. ДНАОП 1.1.30-6.09.93 Керівництво з проектування вентиляції вугільних шахт. Затв. Наказом Держ-
наглядохоронпраці України від 20.12.1993, № 131.-Київ: 1994.- 312с.
4. Група інформаційного забезпечення. Порядок функціонування Ш-38.08.4-2011
5. Математичні моделі організацій: навчальний посібник / А.А. Воронін, М.В. Губко, С.П. Мішин, Д.А.
Новіков. – М.: ДЕНАНД, 2008. – 360с.
6. Керівництво з проведення депресійних та газових зйомок у вугільних шахтах. Затверджено головним
управлінням охорони праці, техніки безпеки та гірничорятувальних частин Мінвуглепрому СРСР 29.11.1989 р.).
7. Положення про ділянку вентиляції і техніки безпеки (ВТБ) шахти. – Макіївка-Донбас, 1993. – 23 с.
УДК 622.4.332:023.623
Канд. техн. наук И.А. Ященко
(Минэнергоуголь Украины)
ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕГАЗАЦИИ НА
УГОЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ УКРАИНЫ. РЕАЛИЗАЦИЯ
ПРОГРАММЫ УТИЛИЗАЦИИ ГАЗА-МЕТАНА
Викладено основні дані про наявність і видобуток вугілля на шахтах України, емісії та
видобутку газу метану на вугільних шахтах та охарактеризовані методи підвищення уровня
ефективності цих процесів.
INCREASE THE LEVEL AND EFFICIENCY OF DEGASSING AT A COAL
COMPANY IN UKRAINE. RECYCLING PROGRAM IMPLEMENTATION
OF METHANE GAS
Master datas are laid out about a presence and mining on the mines of Ukraine, emission and booty of gas of methane
on coal mines and the described methods of increase of levek efficiency of these processes.
На протяжении двух последних столетий уголь являлся важным источником
производства первичной энергии в мире, и в обозримом будущем мировая
энергетика по-прежнему будет находиться в зависимости от угля, как одного из
основных источников энергии.
Вследствие выделения метана в процессе выемки угля на многих шахтах
мира возникают опасные условия для ведения работ, неприемлемым последст-
вием которых является гибель людей в результате многочисленных аварий.
Вместе с тем эффективное управление газовой средой не ограничивается про-
блемами безопасности. После попадания в атмосферу, прежде всего системами
дегазации, метан навсегда утрачивается как энергоресурс и вносит свой нега-
тивный вклад в изменение климата.
18
На сегодняшний день главным заданием, поставленным Президентом и
Правительством Украины для отечественной промышленности и энергетики,
является обеспечение экономики Украины собственными энергетическими ре-
сурсами. Возможность извлечения и использования шахтного газа-метана за-
нимает особое место.
Как и любой проект по освоению природных ресурсов, разработка месторо-
ждений угольного метана требует изучения и анализа конкретных геологиче-
ских условий. В то же время, при проведении первоначальной оценки важно
иметь общее представление о геологии нашего региона.
Геологические запасы угля в Украине составляют около 117 млрд. т., Балан-
совые запасы угля в Украине на действующих шахтах составляют около - 8,1
млрд.т, а промышленные - 5,9 млрд.т.
Геологические запасы угля в Украине
Всего:
117 млрд. тонн
Всего:
117117 млрд. тонн
из них 5,95,9 млрд. тонн –
промышленные запасы
8,18,1 млрд. тонн–
балансовые запасы на
действующих шахтах
в том числе:в том числе:
Рис. 1 – Геологические запасы угля в Украине
19
Всего шахт
322
Всего шахт
322322
крупных шахт
153
крупных шахт
153153 Малых
частных
шахт
169
Малых
частных
шахт
169169
государственных
105
государственных
105105
частных
48
частных
4848
добыто 38,4 млн.тонндобыто 38,4 млн.тонн добыто 43,4 млн.тонндобыто 43,4 млн.тонн
Всего добыто 81,8 млн.тоннВсего добыто 81,8 млн.тонн
Рис. 2 – Добыча угля в Украине за 2011 год
На сегодняшний день в Украине добыча угля ведется на 153 крупных шах-
тах, в том числе на 105 государственных и 48 частных, и кроме этого на 169 ма-
лых частных шахтах.
Общая добыча угля за 2011 год составила 81,8 млн. тонн угля, из которых
38,4 млн. тонн добыто государственными предприятиями и 43,4 млн. тонн – ча-
стными.
48 52
31
153
20
21
132
Рис. 3 – Характеристика дествующих угольных шахт Украины с учетом их классифика-
ции по опасным факторам угледобычи
132 шахт (86%) из общего количества угледобывающих предприятий –
опасные по газу метану.
20
Всего:
12 трлн. м3
Всего:
1212 трлн. м3
134134 млрд. м3
– запасы на действующих шахтах
1,11,1 трлн. м3 –
потенциально возможные к добыче
в том числе:в том числе:
в т.ч.:в т.ч.:
Рис. 4 – Ресурсы газа метана угольных месторождений Украины и потенциальные объе-
мы его добычи
Украина обладает значительными ресурсами газа метана которые оценива-
ются более чем в 12 триллионов кубических метров. Они сконцентрированы, в
основном, в Донецкой и Луганской областях. Запасы метана по отдельным шах-
там колеблются от 0,2 до 4,7 млрд. куб. метров.
Шахтный метан – основная причина взрывов на угольных шахтах. На шах-
тах Украины, как независимого государства, с 1991 года произошло 24 взрыва
смеси угольной пыли и метана, при этом травмировано 837 человек, из которых
438 - смертельно.
Количество действующих шахт, относящихся к ІІІ и сверхкатегорийным
шахтам, опасным по газу-метану, составляет 124, из них дегазация угольных
пластов осуществляется на 37 шахтах при отработке 72 выемочных участков.
При этом, еще 10 шахт при вводе в эксплуатацию лав на пластах с высокой га-
зообильностью будут применять дегазацию. То есть общее количество может
составить 47 шахт или 30% от общего количества шахт.
152 160
147 146 143 141 139 139
125 120 113 113
105
159
161
374040404040414141464752 51 44 43
1070
1302
1398
1087,81432
16511727 1704 1398,4
12751120
1395
17121783
1087
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
кол-во шахт кол-во шахт где применяется дегазация объем выбросов газа
Рис. 5 - Динамика общего количества шахт, которые осуществляют дегазацию, а также
объемов выбросов газа метана угольных месторождений в Украине в 1997-2011 гг
21
На шахтах, разрабатывающих газоносные угольные пласты, метановыделе-
ние в горные выработки является одним из основных сдерживающих факторов
в повышении добычи угля, так как возможность разбавления метана воздухом
до безопасного содержания на действующих шахтах в основном исчерпана. В
одних случаях скорость воздуха в очистных выработках достигла допустимых
пределов, в других – предела достигла пропускная способность (угля, воздуха)
общешахтных выработок и без коренной реконструкции вентиляционной сис-
темы увеличить расход воздуха на выемочных участках не представляется воз-
можным.
Для снижения метановыделения в горные выработки, увеличения добычи
угля и обеспечения газовой безопасности на шахтах применяются различные
способы дегазации:
- подработанного и надработанного углепородного массива скважинами,
пробуренными из горных выработок (33 шахты);
- подработанного углепородного массива скважинами, пробуренными с по-
верхности (6 шахт);
- выработанного пространства отростками газопровода «свечами», остав-
ляемого в неконтролируемой части вентиляционной выработки (9 шахт).
Кроме того, используется газоотсос, который применяется на 4 шахтах (АП
«им. Засядько», ГП «УК «Краснолиманская», СП «Шахта «Степная» ПАО
«Павлоградуголь» и ОП «Шахта «Степная» ГП «Львовуголь»).
•Система дегазации работает на 37 угольных шахтах со средним
показателем эффективности 48%
•На многих шахтах система дегазации нуждается в модернизации и
реконструкции
• Эмиссия метана составляет около 1,4 млрд. м3 в год, из которых
утилизируется около 150 млн. м3
• В следствие низкой эффективности дегазации в 1991-2011 годах
произошло 24 аварии, при этом травмировано 837 человек, из которых
438 – смертельно
• Для реконструкция систем дегазации необходимо:
- замена вакуум-насосов на поверхностных ВНС;
-монтаж дегазационных трубопроводов увеличенного диаметра;
-установка новых систем по контролю приборов за состоянием дегазации;
- внедрение новых дегазационных буровых станков с возможностью
бурения скважин диаметром более 100 мм и длиной более 100 метров.
Рис. 6 – Анализ состояния дегазации на угольных шахтах Украины
В 2011 году было высвобождено порядка 1,4 млрд. м3 газа-метана, что на 10
млн. м3 больше по сравнению с 2010 годом.
Из извлеченного газа метана каптированного дегазационными системами
372,1 млн. м3 (+17 млн. м3 к 2010 году), утилизировано 149 млн. м3 (+6 млн. м3 к
2010 году), средняя концентрация утилизированного газа-метана составила по-
рядка 32%.
22
1300
977
323
1100
834
266
1275
952
323
1302
946
356
1400
943
372,1
-150
50
250
450
650
850
1050
1250
1450
2007 2008 2009 2010 2011
Суммарный объем выделяемого газа метана, млн. м3
Извлечение метана за счет вентиляции, млн. м3
Каптирование дегазационными системами, млн. м3
Рис. 6 – Динамика каптированного дегазационной системы и выделенного с
вентиляционным струей газа метана на угольных предприятиях Украины
С прошлого года отмечен рост как объемов дегазации, так и утилизации на 7
шахтах из 37.
К сожалению, снижена утилизация газа-метана на 3 шахтах (АП «Шахта им.
Засядько», ГП «Макеевуголь»: шахты им. Бажанова и им. Кирова) на 19,8 млн.
м3 по причине технических неисправностей и снижения добычи угля в связи с
произошедшими авариями.
15
2728
40
0
15
30
45
1991 2011
забрано дегазационными системами, %
утилизировано, %
Рис. 7 – Отношение объема дегазации ко всему газу-метану, выделившемуся в процессе
угледобычи
Если сравнивать отношение объема дегазации ко всему газу-метану, выде-
лившемуся в процессе угледобычи в 2011 году к 1991 году, то следует заме-
тить, что в 2011 году 27% газа-метна было каптировано дегазационными систе-
мами, из которых 40% было утилизировано, то в 1991 году дегазацией было
23
каптировано 15% из которых утилизировалось 28%, то есть наблюдается явная
позитивная динамика.
В последние 5 лет дебит каптируемого метана на шахтах увеличился с 297
млн.м3 в 2005 г. до 355 млн.м3 в настоящее время, то есть в 1,2 раза. Такая по-
ложительная тенденция вызвана экономической целесообразностью повышения
эффективности дегазации с целью увеличения добычи угля, безопасного веде-
ния очистных работ, а также объемов утилизации метана.
Как мы видим, в отрасли проводится скоординированная работа по добыче га-
за- метана угледобывающими предприятиями во время ведения горных работ (дега-
зация).
Основная работа, которая велась в области дегазации газа-метана на угледо-
бывающих предприятиях в 2011 году это:
- монтажа новых дегазационных трубопроводов 42 км;
- усовершенствование техники и технологии ведения дегазации, в том числе
приобретение нового оборудования, а именно:
новых вакуумнасосных подземных установок 9 шт.;
бурильных газодренажных станков 7 шт.;
установка аппаратуры контроля систем дегазации АКРД - 6 шт.;
газоотсасывающих установок 8 шт.;
бурильных дегазационных станков нового уровня 7 шт.
- разработка новой нормативной базы по усовершенствованию дегазации
шахт - 2 документов Правила применения опережающих скважин пород кровли
и Правила применения дегазации выемочных участков с использованием сква-
жин и газопроводов оставляющих в неконтролируемых выработках (что даст
увеличение эффективности работы дигазационных систем до 90 %, применяют-
ся на АП «Шахта им. Засядько», ГП «УК «Краснолиманская», ОП «Шахта
«Степная» ГП «Львовуголь»));
- смонтировано 7 газодизельгенераторных
установок с суммарной мощностью 19,5 МВт (+ 7
к 2010 году);
- смонтировано и введено в эксплуатацию 3
факельных установки (+ 3 к 2010 году) с
суммарным объемом сжигаемого газа-метана
25,5 м3/мин.;
В данный момент дегазация проводится на 37
угольных шахтах, при отработке 72 выемочных
участков.
Рис. 8 – Утилизация газа-метана
24
С целью утилизации газа-метана:
- смонтировано 7 газодизельгенераторных установок с суммарной мощно-
стью 19,5 МВт (+ 7 к 2010 году);
- смонтировано и введено в эксплуатацию 3 факельных установки (+ 3 к
2010 году) с суммарным объемом сжигаемого газа-метана 25,5 м3/мин.;
В данный момент дегазация проводится на 37 угольных шахтах, при отра-
ботке 72 выемочных участков.
Каптируемый при дегазации метан утилизируется на 15 шахтах, где уста-
новлено 40 котлоагрегатов на шахтном метане (+6 по сравнению к 2010 году -
установлено на ПАО «Ш/у «Покровское»). Кроме того, на 5 шахтах работают 7
калориферных установок на газе-метане для подогрева воздуха, поступающего
в шахту по стволу (2 на шахте «22 Коммунарская», 1 на шахте «Щегловская-
Глубокая» ПАО «Ш/у «Донбасс»; 1 на СП «Ш/у «Молодогвардейское», 1 на СП
«Самсоновская Западная» ПАО «Краснодонуголь»; 1 на ПАО «Ш/у «Покровс-
кое» и 1 на шахте «Комсомолец Донбасса» ООО «ДТЭК»), на 4 шахтах метан
используется как топливо для когенерационных станций («22 Коммунарская» и
«Щегловская-Глубокая» ПАО «Ш/у «Донбасс», АП «Шахта им. Засядько» и
ПАО «Ш/у «Покровское»), утилизация на факельных установках производится
на 6 шахтах (ПАО «Ш/у Донбас»: шахты «Щегловская-Глубокая», 22 «Комму-
нарская»; ООО «ДТЭК» шахта «Комсомолец Донбасса»; ПАО «Краснодон-
уголь»: шахты «Молодогвардейская» и «Самсоновская Западная»; ПАО «Ш/у
«Покровское»).
1. Утилизация на шахтных котельных – 15 шахт:
- АП «Шахта им. А.Ф. Засядько»
- ПАО «Краснодонуголь»: шахты им. Баракова, «Суходольская-Восточная»
«Самсоновская Западная»
- ГП «Макеевуголь»: шахты им. Бажанова, «Холодная Балка», им. Кирова, «Чайкино»
- ПАО «Ш/у «Донбасс»: шахты 22«Коммунарская», «Щегловская-Глубокая»
- ГП «Донбассантрацит»: шахта «Хрустальская»
- ГП «УК «Краснолиманская»
- ГП «ДУЭК»: шахта им. Калинина
- ПАО «Ш/у «Покровское»
- ООО «ДТЭК»: шахта «Комсомолец Донбасса»
2. Утилизация на газогенераторных станциях – 4 шахты:
- АП «Шахта им. А.Ф.Засядько»
- ПАО «Ш/у «Донбасс»: шахты 22«Коммунарская», «Щегловская-Глубокая»
- ПАО «Ш/у «Покровское»
3. Утилизация на автозаправках – 1 шахта:
- АП «Шахта им. А.Ф.Засядько»
4. Утилизация для обогрева шахтных стволов – 5 шахт:
- ПАО «Ш/у «Донбасс»: шахта «Щегловская-Глубокая»
- ГП «Макеевуголь»: шахта«Чайкино»
- ПАО «Краснодонуголь»: шахта «Самсоновская Западная», «Мологвардейская»
- ПАО «Ш/у «Покровское»
5. Утилизация на факельных установках – 6 шахт:
- ПАО «Ш/у «Донбасс»: шахты 22«Коммунарская», «Щегловская-Глубокая»
- ООО «ДТЭК»: шахта «Комсомолец Донбасса»
- ПАО «Краснодонуголь»: шахта «Самсоновская Западная», «Мологвардейская»
- ПАО «Ш/у «Покровское»
Рис. 9 – Утилизации газа метана на угольных шахтах Украины
Объем инвестиций при этом составил более 600 млн. гривен за последние 5
лет.
Большой объем каптируемого газа все еще выбрасывается в атмосферу из-за
низкого содержания в нем метана. Обусловлено это тем, что только на 18 шах-
25
тах Донбасса достигнута нормативная ((40-70%) в зависимости от схемы
проветривания) эффективность дегазации. На остальных она существенно ни-
же. Низкая эффективность дегазации обусловлена в первую очередь недоста-
точной пропускной способностью дегазационных систем, малым диаметром де-
газационных скважин, нарушением технологии ведения дегазационных работ,
низким уровнем добычи (темпов очистных работ).
Оценка фактического состояния дегазации показала, что на большинстве
шахт дегазационные системы, спроектированы на существенно меньшую до-
бычу, чем достигнута, не соответствуют сложившимся горнотехническим усло-
виям и нуждаются в реконструкции, так как не имеют необходимую пропуск-
ную способность.
Так, на шахте «Комсомолец Донбасса» реконструкция дегазационной сис-
темы и улучшение качества ведения дегазационных работ позволили увеличить
дебит каптируемого метана с 36 м3/мин в 2006 году до 80 м3/мин в настоящее
время.
Содержание метана в каптируемой смеси возросло в 1,8 раза. Это позволило
начать его утилизацию в шахтной котельной и двух факельных установках. При
этом существенно возросли объемы добычи угля до 9 до 14 тис. тонн/сутки.
В недалеком прошлом считалось, что только при схемах проветривания ти-
па 1-В, 2-В и 3-В, когда исходящая вентиляционная струя примыкает к вырабо-
танному пространству, а скважины бурятся вслед за лавой, можно обеспечить
высокую эффективность дегазации (60-70%) и каптировать газ, пригодный к
утилизации.
Начиная с 2004 года на передовых шахтах Донбасса, отрабатывающих
угольные пласты по столбовой системе и схеме проветривания типа 1-М, когда
исходящая вентиляционная струя примыкает к массиву, а скважины бурятся
навстречу очистному забою, началась утилизация каптируемого газа. Это шах-
ты АП «Шахта им.А.Ф.Засядько, ПАО «Ш/у «Покровское» и ГП «УК «Красно-
лиманская». Обусловлено это тем, что здесь по рекомендациям МакНИИ нача-
ли осуществлять охрану скважин и трубопроводов от разрушения в неконтро-
лируемой части вентиляционного штрека. Основные способы охраны представ-
лены на рисунке 10.
Проведенные МакНИИ исследования показали, что при тщательной охране
скважин от разрушения эффективность дегазации кровли достигает 60-70%, а
содержание метана в каптируемом газе стабильно превышает 35%, что позво-
ляет осуществлять его утилизацию. Применение при схеме проветривания типа
1-М комплексной дегазации скважинами и «свечами» позволяет дегазировать
выработанное пространство с эффективностью 85-95%, что дает возможность
существенно увеличить нагрузки на очистные забои. Так на шахте «Красноли-
манская» применение комплексной дегазации позволило увеличить объемы до-
бычи в 1,3-1,6 раза и начать утилизацию каптируемого метана начиная с 2004 г
в котельной.
В результате проделанной работы удалось повысить эффективность дегаза-
ции шахт по отрасли с 43 % (2010 год) до 48 % (2012 год) что на 5 % больше.
26
В настоящее время для всех схем проветривания и различных горно-
геологических условий МакНИИ разработаны эффективные способы дегазации,
применение которых позволяет обеспечивать высокую эффективность дегаза-
ции и каптировать газ, пригодный к использованию.
По нашему мнению, на ряде шахт после реконструкции дегазационных сис-
тем, увеличения уровня добычи, повышения контроля за ведением дегазацион-
ных работ возможна утилизация каптируемого метана. Понесенные затраты при
этом могут быстро окупиться за счет увеличения добычи угля и утилизации ме-
тана. К таким шахтам относятся: «Южнодонбасская №3», «Алмазная», «Ника-
нор-Новая», «Белозерская», «Белореченская», им.А.Г.Стаханова, «Доброполь-
ская» и некоторые другие.
Дегазационные скважины в
кровлю
Деревянные костры
Неконтролируемая часть
вентиляционного штрека
Свеча
Два ряда органной крепи
Стойки под верхняки рам
Деревянные костры
Неконтролируемая часть
вентиляционного штрекаСвеча
Дегазационные скважины в
кровлю
Дегазационные скважины в
кровлю
Деревянные костры с
заполнением «Би-крепью»
С
Чураковая перемычка
С
Деревянные костры с
заполнением «Би-крепью»
С
Рис. 10 – Основные способы охраны
27
Общий объем каптируемого метана на шахтах Украины в ближайшие 2-3
года может быть увеличен до 400-450 млн.м3 в год, из них около 300 млн.м3
может быть пригодно к утилизации.
СПРАВОЧНО:
Так, например, шахта № 22 Коммунарская ПАО «Шахтоуправление «Дон-
бас» (государственная форма собственности) на балансе находится 33,9 млн.
тонн балансовых запасов угля и разрабатывается 4 пласта.
За 2011 год, при угледобыче, было выделено 32,4 млн. м3 газа-метана, из
которых выброшено в атмосферу - 11,5 млн. м3, кооптировано дегазационны-
ми системами 20,9 млн. м3 и утилизировано 17,2 млн.м3, т.е. более 53% от все-
го выделенного метана при угледобычи или 82% от каптированного дигазаци-
онными системами.
Шахта №22 Коммунарская
Выделено – 32,4 млн. м3 газа метана;
Каптировано – 20,9 млн. м3 газа метана (утилизировано
- 17,2 млн. м3 );
Выброшено в атмосферу - 11,5 млн. м3 газа метана;
Шахта Щегловская-Глубокая
Выделено – 21,5 млн. м3 газа метана;
Каптировано –9 млн. м3 газа метана (утилизировано - 9
млн. м3 );
Выброшено в атмосферу - 12,5 млн. м3 газу метана;
Рис. 11 – Шахтоуправление Донбасс
Утилизация газа-метана производится 2-мя котельными, 3 когенерацион-
ными установками, 2 факельными установками и отопительными установка-
ми для обогрева 2 стволов.
На шахте «Щегловская-Глубокая» (государственная форма собственно-
сти) того же ПАО «Шахтоуправление «Донбас» балансовые запасы состав-
ляют 24,5 млн. тонн угля разрабатывается 4 пласта.
За 2011 год при угледобыче, было выделено 21,5 млн. м3 газа-метана, из ко-
торых выброшено в атмосферу 12,5 млн. м3, коптировано 9,0 млн. м3 и утили-
зировано 9,0 млн.м3, т.е. более 42% от всего выделенного метана при угледо-
бычи или 100% от каптированного дигазационными системами.
28
33500 33700
52800
58200
51000
57795
61280
14,080
14,290
15,128
18,274 20,32122,952
27,764
40,123
39,801
32,476
30,270
31,970
42,140
36,979
41100
50380
38700
35400
33500
31750
32800
0
20000
40000
60000
80000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 сент.
2012
количество воздуха подаваемого в горные выработки шахты, м3/мин
количество метана каптируемого средствами дегазации, млн. м3/год
Рис. 12 – График расхода воздуха, подаваемого в горные выработки шахты
и метана каптируемого средствами дегазации на ш/у Покровское
Утилизация газа-метана производится 1-ой котельной, 1 когенерационной
установкой, 1 факельной установкой и отопительной установкой для обогре-
ва 1 ствола.
Другой пример, в ПАО «ШУ «Покровское» (негосударственная форма соб-
ственности) утилизация метана производится в три этапа, а именно:
1. Вначале шахтный метан утилизировался в котельной, обеспечивая горя-
чую воду и отопление в зимний период, как следствие - экономия в год до 9
тыс. тонн угля и уменьшение выбросов загрязняющих веществ от сжигания
твердого топлива на 20 %.
Объем утилизации в 2011 году составил – 3,8 млн.м3 метано-воздушной сме-
си с концентрацией метана 31,5%;
в 2012 году – 1,8 млн.м3 метано-воздушной смеси с концентрацией метана
31,5%;
2. Вторым этапом в 2010 году был ввод в эксплуатацию факельной установ-
ки, что позволило утилизировать (в основном в летнее время) излишки метана,
не используемые в котельной, при этом зарабатывая значительные финансовые
средства на сокращениях выбросов метана в атмосферу.
Объем утилизации в 2011 году составил – 1,7 млн.м3 метано-воздушной сме-
си с концентрацией метана 31,5%;
в 2012 году – 274 тыс.м3 метано-воздушной смеси с концентрацией метана
31,5%.
3. Третьим и наиболее эффективным этапом является утилизация шахтного
метана при помощи когенерационной газопоршневой электростанции, которая
построена с целью полной утилизации метана от подземной дегазации и по-
вышения уровня энергонезависимости предприятия в рамках «Комплексной
программы по утилизации шахтного метана» для производства собственной
электрической и тепловой энергии.
Электрическая мощность станции составляет - 18,2 МВт, тепловая - 17,5
МВт, количество когенерационных модулей «Янбахер» – 6 шт.
29
Объем утилизации в 2011 году составил – 584 тыс.м3 метано-воздушной
смеси с концентрацией метана 31,5%;
с выработкой электрической энергии в объеме – 348 тыс.кВт*ч.
Объем утилизации в январе - августе 2012 года уже составил – 4,2
млн.м3 метано-воздушной смеси с концентрацией метана 31,5%;
с выработкой электрической энергии в объеме – 37 млн.кВт*ч.
Сокращение выбросов составило 288 тыс.тонн в эквиваленте СО2 в 2011 году
и 296,8 тыс.тонн в эквиваленте СО2 в период январь-август 2012 года.
СПРАВОЧНО:
При этом ПАО «Шахтоуправление «Покровское» достаточно успешно
включилось в мировую «торговлю» выбросами, а именно:
- проект совместного осуществления зарегистрирован наблюдательным
комитетом в РКИК ООН;
- получены:
«письмо – поддержка» и «письмо - одобрение» от Министерства охраны
окружающей природной среды Украины;
«письмо-согласование» правительства Нидерландов на зачисление в Нацио-
нальный реестр единиц сокращений выбросов.
- проведена верификация (проверка) ранних единиц сокращений выбросов,
полученных в 2004-2007 г.г. в котельной главной площадки шахты в количестве
336,3 тыс. тонн СО2; также проведена верификация Е.С.В.
- за 2008-2009 гг. в котельной главной площадки в объеме 188,4 тыс. тонн
СО2 и за 2010 г. – 135,4 тыс. тонн СО2.
- за 2011г. было утилизировано и верифицировано 17 582,7 тыс. м³ метана
или 288,0 тыс. тонн СО2, из них 5 425,6 тыс. м³, т.е. 88,9 тыс. тонн СО2 на
факельной установке, остальное - в котельной главной главного ствола.
- а в 2012 году только за период с января по август уже утилизировано
20189,3 тыс. м³ метана или 296,8 тыс. тонн СО2, из которых большая часть
газа 13501 тыс. м³ (198,5 тыс. тонн СО2) утилизирована в когенерационных
модулях КГЭС.
В рамках механизмов Киотского протокола
действуют пять Проектов Совместного
осуществления на 4 СП: ш/у«Суходольское-
Восточное», ш/у «Самсоновское-Западное», ш/у
«Молодогвардейское», ш. им.Н.П. Баракова.
В рамках механизмов Киотского протокола
действуют пять Проектов Совместного
осуществления на 4 СП: ш/у«Суходольское-
Восточное», ш/у «Самсоновское-Западное», ш/у
«Молодогвардейское», ш. им.Н.П. Баракова.
Факельное сжигание с
использованием тепла для
обогрева 2 стволов
(ш. «Молодогвардейская»,
«Самсоновская Западная»)
ФакельноеФакельное сжиганиесжигание сс
использованиемиспользованием теплатепла длядля
обогреваобогрева 2 2 стволовстволов
(ш. «Молодогвардейская»,
«Самсоновская Западная»)
Выработанное тепло используется на 3
котельных (для отопления помещений и
обеспечения горячего водоснабжения)
(ш. «Баракова», «Суходольская
Восточная», «Самсоновская Западная»)
Выработанное тепло используется на 3
котельных (для отопления помещений и
обеспечения горячего водоснабжения)
(ш. «Баракова», «Суходольская
Восточная», «Самсоновская Западная»)
Реализуются проекты по производству
электроэнергии из шахтного метана при
помощи когенерационного оборудования
(ш. «Суходольская Восточная»,
«Самсоновская Западная»)
Реализуются проекты по производству
электроэнергии из шахтного метана при
помощи когенерационного оборудования
(ш. «Суходольская Восточная»,
«Самсоновская Западная»)
Рис. 13 – ПАО «Краснодонуголь»
30
ПАО «Краснодонуголь» (негосударственная форма собственности) работу в
рамках механизмов Киотского протокола начатого в 2006 г. На сегодня пять
Проектов Совместного осуществления действуют на 4 СП: ш/у«Суходольское-
Восточное», ш/у «Самсоновское-Западное», ш/у «Молодогвардейское»,
ш. им.Н.П. Баракова.
Выработанное тепло используется 3 котельными (для отопления помещений
и обеспечения горячего водоснабжения), факельное сжигание с использованием
тепла для обогрева 2 стволов, на 2 шахтах реализуются проекты по производст-
ву электроэнергии из шахтного метана при помощи когенерационного обору-
дования.
На ПАО «Краснодонуголь» в период с января 2011 по август 2012 утилизи-
ровано 38,7 млн. м3 газа-метана.
В указанных проектах используется оборудование как иностранных произ-
водителей – «Янбахер» и «Дойц», так и отечественное – производства ОАО
«Укрросметал» и «Первомайскдизельмаш».
Пользуясь случаем, я бы хотел подчеркнуть необходимость решения сле-
дующих вопросов академической и отраслевой наукой.
Во-первых, в государстве время от времени поднимается вопрос о промыш-
ленной добыче газа-метана в угольных месторождениях. С определенной пе-
риодичностью наука и производственники подходят к возможным вариантам
решения данного вопроса.
Надо сказать, что опыт США и Канады в этом отношении весьма позитив-
ный. Однако, все наши попытки добывать метан из не разрушенного углепород-
ного массива остались безуспешными. Это и работа проводимая Центром аль-
тернативных видов топлива Министерства энергетики и угольной промышлен-
ности в течение 10 лет, и работа фирмы «Индустриальный союз Донбасса» на
протяжении ряда лет, показали слабую эффективность прямого переноса техни-
ческих и технологических решений применяемых в США и Канаде при про-
мышленной добыче газа-метана угольных месторождений Донбасса.
Подобные программы промышленной добычи газа-метана сегодня опять ак-
тивно обсуждаются в государстве и в том числе, крупными угледобывающими
компаниями как ПАО «Краснодонуголь» Метинвест, ПАО «Ш/у «Покровское»
«Донецксталь», ООО «ДТЭК», АП «Ш/у им. Засядько».
В данном случае прослеживается явная тенденция опережения производст-
венных, технических и технологических решений (или желаний) от научных и
технологических разработок.
До сих пор, недостаточно изучены особенности удержания и в том числе
высвобождения газа-метана в угольном пласте для разных видов углей, не дан
окончательный ответ на животрепещущий вопрос каковы физические законо-
мерности выбросов угля и газа?
Необходимо ускорить работу в изучении физических процессов удержания
газа-метана в угольном пласте и вмещающих породах, определить каково влия-
ние различных методов (механического, гидравлического, электрического, маг-
31
нитного и т.д.) воздействия на углепородный массив с целью эффективного вы-
свобождения газа-метана.
Как для НАН Украины, Минэнергоугля, так и для крупных угледобывающих
компаний гораздо правильнее было бы выделить денежные средства на глубо-
кое исследование данного вопроса, а затем уже промышленной добычи газа-
метана для того чтобы инвестиционные деньги компаний использовались более
эффективною.
Давно назрела необходимость создания аппаратуры, которая позволит вести
контроль за метанообильностью участков и за газовым балансом выемочного
участка, с учетом результатов дегазации, вентиляции, газоотсоса, проявления
суфлярных выделений газа-метана, повышеного выделения газа-метана из гео-
логических нарушений, что в конечном итоге позволит предвидеть аварийные
ситуации в виде опасного скачкообразного повышения концентрации газа и
прогнозировать, а значит избежать их.
УДК 622.324.5:553.94(477.61.62)
Канд. техн. наук Є. М. Старосельський
(ТОВ «Єврогаз України»),
д-р геол.-мін., геогр., техн. наук Г.І Рудько
(Державна комісія України по підрахунку запасів),
инж. М.М. Лизанец
(ПАТ «Нові Технології»)
ОСОБЛИВОСТІ ВИДОБУТКУ МЕТАНУ З ВУГІЛЬНИХ
ГОРИЗОНТІВ В СВІТІ
Охарактеризованы особенности добычи метана в различных угледобыва-
ющих регионах мира, приведена их сравнительная характеристика. Дан химиче-
ский анализ метаносодержащих газов и показано, как их соoтношение влияет на
характеристики метана, подлежащего утилизации.
SPECIFICS EXTRACTION OF METHANE FROM COAL
HORIZONS IN THE WORLD
The features of booty of methane in different coal-mines regions of world are
described, their comparative description is resulted. The chemical analysis of
methane-contents gases is given and it is shown, as them correlation influences on
descriptions of methane subject to utilization.
Нині 8 % усього світового видобутку газу становить метан вугільних родо-
вищ. Розрізняють три основні типи цього газу: шахтний вугільний метан (англ.
– Coal-mine methane – CMM), метан закинутих шахт (Abandoned mine methane –
AMM), метан непорушених вугільних пластів (Virgin Coalbed methane – VCBM,
СВМ). Газ вугільних родовищ (метан непорушених вугільних пластів)
відрізняється від традиційного тим, що накопичується у вугіллі в результаті
адсорбції. Цей газ приурочений до вугільних басейнів світу, його запаси визна-
|