Problems of methane recycling on the mines of Ukraine

The analysis of the state and problems of the recycling of methane on mines of Ukraine is carried out. Directions of the use of a mix of air with methane in the national economy, a reduction of the mine methane release, and the priority directions of the recycling of methane are determined. The expe...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори та афіліації:	Perov M.O. Makarov V.M. Novytskyi I.Yu.
Ключові слова:	keywords
Автори:	Perov M.O., Makarov V.M., Novytskyi I.Yu.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011
Теми:	mine methane recycling torch installations mini-TPP boiler.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/436
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103787429527552
author	Perov M.O. Makarov V.M. Novytskyi I.Yu.
author_facet	Perov M.O. Makarov V.M. Novytskyi I.Yu.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Perov M.O.", "institution": null }, { "author": "Makarov V.M.", "institution": null }, { "author": "Novytskyi I.Yu.", "institution": null } ]
author_sort	Perov M.O.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:39Z
description	The analysis of the state and problems of the recycling of methane on mines of Ukraine is carried out. Directions of the use of a mix of air with methane in the national economy, a reduction of the mine methane release, and the priority directions of the recycling of methane are determined. The expediency of the realization of projects of the joint introduction of recycling and use of methane from coal deposits is substantiated.By methane resources, Ukraine takes the fourth place in the world. Their last estimation makes about 12 trln m3, which exceeds the natural gas stocks by a factor of 3-3.5. Last time, the great attention is paid in Ukraine to the problem of recycling of mine methane, in particular, a number of laws and normative acts which promote the realization of methane power projects were approved.Under conditions of Ukraine, it is possible to begin the recycling of methane with ecological torch installations, boilers, heaters, and dryers at concentrating factories. At a high reliability, the captured mine gas with a concentration of more than 30 % can be supplied to small thermal power stations. For the production of electric power with the use of mine gas, it is possible to use independent power stations and gasifiers. To increase the safety and heat value, natural gas at a concentration of 40 % can be added to mine gas. The most perspective direction of the recycling of substandard mine methane is its dilution to a concentration of 2.5 % in mixes and the direct burning in specially equipped fire chambers. The conclusion is made that, in Ukraine, there are now real preconditions and specific achievements allowing a practical solution of the problem of extraction and recycling of mine methane.
first_indexed	2026-03-24T02:01:46Z
format	Article
fulltext	28 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) Активним способом керування виділенням метану в гірничі виробки, що широко застосо� вується, є дегазація – комплекс технологічних процесів, спрямованих на попередження виді� лення метану в атмосферу гірничих виробок шляхом його вилучення, уловлювання та ізольованого відводу по врубах шахтної дегаза� ційної системи, нейтралізація та зв’язування метану у вугленосній товщі. До дегазації також відносять перерозподіл метанових потоків у гірничих виробках шляхом ізольованого відво� ду метану з виробленого простору по трубопро� водах або гірничих виробках за межі видобув� них дільниць, де попередньо розбавлений у змі� шувальній камері до безпечної концентрації метан випускається у вихідний вентиляційний струмінь дільниці, панелі або крила шахти. Дегазація передбачається у випадках, коли з пласта або виробленого простору видаляється понад 2 м3/хв метану на тонких пластах, понад 3 м3/хв – на пластах середньої потужності, а засобами вентиляції неможливо забезпечити вміст метану в повітрі у межах встановлених норм [1]. Розрізнюють такі види дегазації: нерозван� тажених розроблюваних пластів та вміщуючих порід; зближених вугільних пластів і вміщую� чих порід під час їх підробки та надробки; вироб� леного простору; каптаж метану при його суфлярному виділенні; комбіновані способи. Дегазацію шахтного повітря провадили на 92�х видобувних ділянках 44�х шахт України, при цьому навантаження на шахти, що вико� ристовують дегазацію, становлять близько 100 тис. т/доб. В табл. 1 наведено дані про стан дегазації найбільш багатогазових шахт України. Усі вугільні пласти в Донбасі (за винятком антрацитів) газоносні починаючи з глибини 150...500 м (нижче зони газового вивітрюван� ня). Оцінка запасів метану в Донбасі виконува� лась різними дослідницькими організаціями в різні часи, отримано суттєво відмінні результа� ти, але в усіх випадках запаси були достатньо великими, що дає можливість розглядати Дон� бас як газовугільне родовище [2]. До теперіш� нього часу видобуток метану в Донбасі здійс� нювався тільки з метою забезпечення безпеч� них умов праці в шахтах. Досягається це шля� хом виконання робіт по дегазації шахтних полів – штучного вилучення і збору метану з вугленосних пластів до його виділення в гірни� чі виробки, але рівень утилізації вилученого метану становить менше 20%. Для запобігання скупчення метану у вироб� ках шахтами витрачаються значні кошти на вен� тиляційні заходи, але при цьому не завжди дося� гається необхідний рівень безпеки. Всі заходи зі зниження багатогазовості гірничих виробок досі були спрямовані на боротьбу з метаном без урахування його енергетичної і технологічної цінності. Основна кількість його викидається в атмосферу у вигляді бідної газоповітряної сумі� ші в процесі провітрювання шахт або в складі некондиційних (за існуючими нормативами менше 25% метану) метаноповітряних сумішей, що видаються системами підземної дегазації. Вивченню проблем видобутку і використан� ня метану в Україні присвячено роботи вітчиз� няних вчених А.Ф. Булата, І.І. Гомеля, Л.М. Логачової [2–4] та ін. Зокрема, принципо� вою відміною від запропонованих раніше в Україні і Росії концепцій, авторами [2] обґрун� товано економічну доцільність включення до структури шахтних енергокомплексів техноло� гічних модулів, які реалізують принципи енерго� технологічної переробки палива на місці його видобутку з використанням власних тепло� та електроенергії. У разі реалізації спільних проектів вилучен� ня метану з вугільних лав та полів відбувається УДК 658.012.32:504 М.О. ПЕРОВ, В.М. МАКАРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ ПРОБЛЕМИ УТИЛІЗАЦІЇ МЕТАНУ НА ШАХТАХ УКРАЇНИ Проаналізовано стан і проблеми утилізації метану на шахтах України та визначено напрями його використання в економіці. Обґрунтовано доцільність застосування спо" собів скорочення емісії шахтного метану і шляхи інвестування коштів у проекти спільно" го впровадження. К л ю ч о в і с л о в а: метан шахтний, утилізація, факельні установки, міні+ТЕС, котельні. © М.О. ПЕРОВ, В.М. МАКАРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ, 2011 скорочення викидів парникових газів і отри� мання додаткових надходжень завдяки змен� шенню обсягів генерації енергії на вугільних ТЕС і ТЕЦ [3]. На підставі аналізу нормативно�правового забезпечення реалізації механізмів регулюван� ня антропогенних викидів парникових газів автори роботи [4] наголошують, що існуюча правова база здійснення діяльності з торгівлі квотами на викиди характеризується фрагмен� тарністю та відсутністю системності. Метою статті є аналіз стану і визначення проблем утилізації метану на шахтах України, визначення напрямів використання метано� повітряної суміші в економіці України та визна� чення шляхів скорочення викидів шахтного метану за пріоритетними технологіями його утилізації. У державі останніми роками в зв’язку зі зрос� таючим дефіцитом енергоресурсів стає дедалі гострішою необхідність вилучення метану для використання як енергоносія. Однак, незважаю� чи на значні ресурси метану, промислове вилу� чення його з використанням традиційних техно� логій видобутку природного газу пов’язане зі значними труднощами через особливості харак� теру зв’язку метану з вугільною масою. Тільки ті вугільні родовища, які за геологіч� ною будовою мають структури зі скупченнями вільних газів (антиклинальні і купольні струк� тури, флексурні складки – свого роду газові “пастки”), легко піддаються попередній дегаза� ції з вилученням значної кількості метану. Таку геологічну будову мають вугільні родовища Південного і Західного Донбасу, Красно� армійського, Лисичанського, Міллєровського геологопромислових районів. Так, на Лаврен� тівському родовищі – поле майбутньої шахти “Південнодонбаська” №12 – розвідано декілька скупчень вільного газу. Складний характер зв’язку і розподілу мета� ну у вугільних пластах і вміщуючих породах характерний для територій, де розташована більшість шахт Донецько�Макіївского, Цен� трального, Алмазно�Мар’ївського і Красно� донського геологопромислових районів. Вилу� 29ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) Проблеми утилізації метану на шахтах України Таблиця 1 Шахта Абсолютне ме% тано%виділення, м3/хв Відведення метану дегаза% цією, м3/хв Концентрація метану у суміші, % Кількість діль% ниць, од. Рівень дегаза% ції, % Південнодонбаська�1 27,9 3,7 24 1 0,13 Південнодонбаська�3 70,5 6,71 25 2 0,09 ім. О.О. Скочинського 47,72 11,9 26 3 0,25 ім. Калініна 86,14 6,7 25 1 0,08 ім. Бажанова 76 30,85 42 4 0,4 Холодна Балка 53,05 28,41 65 3 0,54 ім. Леніна 26 2,83 17 1 0,11 Чайкине 43,5 7,45 29 2 0,17 ім. Кірова 35,57 12,5 22 2 0,35 Ясиновська�Глибока 33,75 3,06 25 1 0,09 Красноармійська західна №1 207,8 32,5 28 5 0,16 Добропільська 20,49 1,7 4 1 0,08 Алмазна 25,93 8,1 33 2 0,3 Білицька 10,8 5,3 25 1 0,49 Білозірська 31,8 10,9 27 2 0,34 ім. О.Г. Стаханова 65,46 16,59 25 3 0,23 ім. Гагаріна 23,4 1 3 1 0,04 ім. 17 Партз’їзду 34,64 8,75 28 2 0,25 Зоря 46,27 2,5 26 1 0,05 чення метану на цих родовищах вимагає ком� плексного застосування різних технологій та пов’язане зі значними технологічними трудно� щами і великими витратами. З ресурсів шахтного метану Україна займає четверте місце в світі. Остання їх оцінка стано� вить 12 трлн м3, що в 3–3,5 раза перевищує запаси природного газу [5]. За оцінками україн� ських фахівців (зокрема ІГТМ НАН України), ресурси метану, сорбованого у вугільних пла� стах потужністю понад 0,3 м, які залягають на глибині 500–1800 м, становлять 1400...2500 млрд м3. Ресурси метану вугільних пластів гео� логопромислових районів Донбасу наведено в табл. 2. Перспективними для попередньої дегазації визначено дванадцять купольних і антикли� нальних геологічних структур на семи резерв� них ділянках Південного Донбасу, де за попе� редніми розвіданими даними міститься близь� ко 33 млрд м3 метану. В Україні з середини 60�х років ХХ ст. низ� кою інститутів (МакНДІ, МГІ, ДонФТ) суміс� но з ВО “Донецьквугілля”, “Макіїввугілля”, “Укрвуглегеологія”, “Спецмонтажгеологія” із залученням Ахтирського і Шебелинського нафтогазовидобувних управлінь проводились дослідження, експериментальні і дослідно�про� мислові роботи на 22�х шахтах по створенню технологій паралельної і попередньої дегазації вугільних родовищ на глибинах 260–1200 м. Усього було пробурено 120 свердловин, в тому числі вісім спрямованих. Продуктивність свердловин при паралельній дегазації станови� ла від 42,8 до 200 м3/добу, при попередній дега� зації – до 2590 м3/добу [6, 7]. Характерною рисою вилучених газів була висока концентра� ція горючих вуглеводнів – від 91 до 98%. Це підтвердило, що метан вугільних родовищ Дон� басу є високоякісним енергоресурсом. Донецьким політехнічним інститутом роз� роблено дві схеми газопідготовчих станцій ГПС�1 і ГПС�2. Станція ГПС�1 доводить вміст метану в метаноповітряній суміші більш ніж 30% шляхом збагачення її природним газом, а ГПС�2 доводить суміш до концентрації метану менш як 2,5% для використання в котлах замість повітряного дуття, при цьому економія основного палива становить 10%. Поки що значна частина метану втрачається внаслідок сезонної роботи котелень шахт, де споживається метан, зміни дебіту метану. Ці перешкоди в утилізації метану теж можна усу� нути за умови збуту зайвого метану несезон� ним споживачам. Перспективними напрямами використання метану є застосування його як котельно�пічного та моторного палива (замість нафтового). На шахті ім. Засядька створено експеримен� тальний комплекс, який включає дегазаційну спрямовану свердловину, автогазонаповню� вальну станцію (АГНКС) і пересувні автогазо� заправники (ПАГЗ) для доставки газу спожива� чам. АГНКС продуктивністю 1000 м3 метану на добу стійко працювала з квітня 1993 р. по вере� сень 1995 р., було вироблено 554 тис. м3 стисну� того газу, завдяки чому було зекономлено 554 т бензину. У вересні 1995 р. на полі шахти ім. Засядька побудовано і введено в експлуата� цію нову автозаправну станцію АГНКС�45, роз� роблену і виготовлену Сумським НВП “Еко� транспал”, потужністю 3000 м3/добу (50 авто� мобілів), яка використовувала метан із спрямо� ваної дегазаційної свердловини. В 1994 р. було створено промислову Лаврен� тівську АГНКС, що використовувала метан, який вилучався в процесі попередньої дегазації поля шахти “Південнодонбаська” №12, і виро� била 3700 тис. м3 стиснутого газу. На шахті “Південнодонбаська” №3 побудована проми� слова АГНКС, розрахована на заправку 50 автомобілів на добу. В умовах України рекомендується починати утилізацію метану з екологічних факельних установок і котелень, калориферів, сушарок при збагачувальних фабриках. Дані технології 30 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) М.О. ПЕРОВ, В.М. МАКАРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ Таблиця 2 Геологопромисловий район Кількість вугільних пластів Ресурс метану, млрд м3 Красноармійський 33 231,3 Донецько�Макіївський 59 202,1 Центральний 46 84,8 Торезсько�Сніжнянський 39 37,5 Лисичанський 25 22,5 Луганський 39 47,5 Алмазно�Мар’ївський 53 81,2 Краснодонський 24 56,2 Боково�Хрустальський 31 40,1 Селезнівський 32 51,9 можуть доповнювати одна одну. Для підвищен� ня надійності каптажу шахтного газу з концен� трацією понад 30% необхідно вводити в роботу міні�ТЕС. Викиди метану в результаті діяльності шахт можуть бути зменшені за рахунок вилучення та утилізації шахтного метану з шахт, а також зав� дяки оксидації метану, який міститься у венти� ляційному повітрі. Найновіші технологічні розробки останніх років дозволяють викорис� тати обидва підходи. Технології вилучення шахтного метану включають в себе вертикальні свердловини, пробурені з поверхні, або гори� зонтальні свердловини з середини шахт. Залеж� но від якості газу, видобутий з підземних шахт метан може бути проданий газопоста� чальним компаніям, використаний для генера� ції електроенергії, для осушування вугілля на шахтах чи споживання сусідніми підприєм� ствами й прилеглими населеними пунктами. Нині каптований метан Донбасу використо� вується здебільшого на шахтних котельнях для виробництва тепла, хоча й існують набагато ефективніші способи його застосування. При цьому на шахтних котельнях використовується усього близько 80 млн м3 газу на рік, а 180 млн м3 спалюється факелами [2]. Найефективнішим методом використання газу вугільних шарів є використання його як моторного палива для газотурбінних або газодизельних електроагре� гатів з утилізацією тепла. При річному об’ємі каптованого газу понад 600 млн м3 добовий видобуток метану становить 1600–1700 тис. м3, що дасть змогу забезпечити сумарну електрич� ну потужність силових установок до 260 МВт, теплових установок – 240 Гкал/год. Для вироблення електроенергії з викори� станням шахтного газу можна використовува� ти автономні електростанції та газогенераторні установки. При установці додаткового облад� нання це устаткування може виробляти і теплову енергію. Для підвищення безпеки і збільшення тепловіддачі згорання до шахтного газу додається природний газ до концентрації 40%. Тепловіддача природного газу – 8700 ккал/м3, шахтного газу – 4000…6500 ккал/м3. Утилізацію кондиційного метану при недо� статньому або такому, що коливається, дебіті можна здійснювати шляхом сумісного спалю� вання з твердим паливом (високозольне вугіл� ля або промпродукт). Найбільш перспективним напрямом утилі� зації некондиційного шахтного метану є роз� бавлення його до концентрації 2,5% в суміші і пряме її спалювання в спеціально обладнаних топках. Розбавляючим агентом може бути виті� каючий шахтний вентиляційний струмінь, що викидається в атмосферу. Факельне спалюван� ня знижує вибухову і пожежну небезпеку на шахті, при цьому енергетичний потенціал шахт� ного газу не використовується в господарських цілях. Для використання в побутових цілях шахтний газ вимагає переробки на спеціальних газових заводах. Основним способом перероб� ки є каталітичний крекінг водяною парою і автотермічний крекінг шляхом каталізу з пові� трям. Добова продуктивність газового заводу становить 500 тис. м3 з теплотою згорання 4250 ккал/м3. Існують теоретичні розробки і експеримен� ти (з невеликим об’ємом газу) з утилізації метану концентрацією 0,8–0,9% (оксидайзери) та концентрацією менше від 25%. Для цього використовуються: зріджувачі шахтного мета� ну продуктивністю 10, 20, 30, 50 і 100 т рідкого метану на добу; роздільники шахтної дегазації повітря продуктивністю 10, 20 і 30 т газоподіб� ного метану на добу; роздільники шахтного вентиляційного повітря продуктивністю 30 і 50 т газоподібного метану на добу. Незважаючи на нагальну проблему вилу� чення і утилізації метану з вугільних пластів, на даний час їх дегазація в Донецькому басейні здійснюється недостатньо. Видобуток і вико� ристання вугільного метану зумовлені не тіль� ки фільтраційними властивостями вугільних пластів і фізичними властивостями метанопо� вітряної суміші, а й матеріальними можливо� стями шахт. Інвестиційні кошти для реалізації проектів з утилізації метану можуть бути залу� чені за рахунок використання механізму спіль� ного впровадження. При цьому інвестування коштів відбувається за такою схемою: інвестор вкладає засоби в модернізацію або заміну устаткування для видобування і утилізації метану з шахти; з метану отримується елек� трична і теплова енергія; отримана енергія реа� лізується шахті для задоволення її потреб; оди� ниці скорочення викидів продаються згідно з механізмами Кіотського протоколу; дохід роз� поділяється відповідно до укладених договорів. Додаткові можливості для підвищення еко� номічної привабливості проектів з утилізації шахтного метану надаються механізмами 31ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) Проблеми утилізації метану на шахтах України спільного впровадження. На даний час листи� схвалення отримали десять проектів такої спрямованості (див. табл. 3). Усіма цими проектами передбачається ути� лізація метану в факелі. Майже всі проекти (за винятком одного) передбачають утилізацію метану з виробленням теплоенергії. У шести проектах запланована утилізація метану з виробленням електроенергії. Лише два проекти передбачають використання метану як палива для автотранспорту. Можливі доходи від утилі� зації метану в обсязі 1 м3/хв при різних техно� логіях і умовній ціні одиниць скорочення вики� дів 20 євро за 1 т СО2 наведено в табл. 4 [5]. За наявності споживача тепла протягом року котельні є найбільш ефективними уста� новками. Добовий дохід котельні потужністю 10 МВт перевищує 500 євро. На практиці ж повне використання тепла протягом всього року можливо лише у виняткових випадках. Останнім часом внаслідок значного зро� стання вартості електроенергії збільшилась 32 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) М.О. ПЕРОВ, В.М. МАКАРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ Таблиця 3 № з/п Шахта Спосіб утилізації Скорочення викидів, т СО2/рік Вартість проекту, млн євро Щорічні опера% ційні витрати, млн євро Щорічні при% бутки, млн євро 1 ім. О. Ф. Засядька Факел, вироблення тепло� та електроенергії, газозаправні станції 660 2 Никанор�Нова Факел, вироблення теплоенергії 131319 3 Холодна Балка Факел, вироблення тепло� та електроенергії 53 4 Комсомолець Донбасу Факел, вироблення тепло� та електроенергії 328 9,79 0,44 1,52 5 Красноармійська� Західна №1 Факел, вироблення тепло� та електроенергії 675360 19,0 6 Молодогвардійська Факел, вироблення тепло� та електроенергії, газозаправні станції 354 7 Щегловська Глибока Факел, вироблення тепло� та електроенергії 175 2,31 0,17 0,46 8 №22 Комунарська Факел, вироблення тепло� та електроенергії 179 2,83 0,12 0,36 9 Південнодонбаська №3 Факел, вироблення теплоенергії 184 1,05 0,12 10 ДП «Первомайськ� вугілля» Факел 52609 Таблиця 4 Технологія, устаткування Скорочення викидів, т СО2/доб Дохід, євро/доб Експлуатаційні ви% трати, євро/доб Інвестиції, євро Прибуток, євро/доб Когенерація, міні�ТЕС 7000 600 120 200000 400 Котельні* 3000 500 50* 30000 450 Факельні установки по� тужністю, МВт: 5 6000 350 15 30000 330 8 10000 500 20 45000 500 * При роботі протягом 120 робочих днів у рік. економічна ефективність міні�ТЕС в Україні. Проте у зв’язку з великими питомими і експлуа� таційними витратами через ТЕС можна утилі� зувати максимум 70–80% СН4, а залишок – змінну об’ємну частину шахтного метану доцільно утилізувати через екологічні факель� ні установки. Якщо є проблеми із збутом електро� енергії в нічний час, що вже спостерігається в окремих вугільних районах, то кількість утилі� зованого через факельні установки газу доцільно збільшити. До переваг факельних установок слід відне� сти і те, що сфера їх застосування значно ширша, ніж у котелень і міні�ТЕС. Вони можуть працювати і на свердловинах дегазації далеко від населених пунктів, вимоги до стабільності шахтного газу у них істотно нижчі. Добовий дохід від реалізації емісійних сертифікатів може перевищувати 300–400 євро на одну еко� логічну емісійну установку для дегазації. Такі установки не тільки покращують екологічну ситуацію, а й сприяють дегазації діючих шахт. Використання того чи іншого методу скоро� чення емісії шахтного метану залежить від: наявності системи дегазації і її типу; дебіту шахтного метану; місця знаходження об’єкта, на якому планується скорочення емісій шахт� ного метану та ін. (табл. 5). При вмісті метану понад 80% в шахтному газі і при безпосередній близькості споживачів або газотранспортної мережі та стабільно висо� кому дебіті його доцільно продавати населенню для використання в побутових цілях. За відда� леності споживачів або газотранспортної мере� жі та стабільному високому дебіті з концентра� цією понад 80% його доцільно використовува� ти, в першу чергу, як паливо для транспортних засобів шахти. У разі, якщо потреби шахти в пальному менші, ніж дебіт метану, доцільно виробляти теплову енергію та електроенергію для власного споживання. Якщо і в цьому разі метан повністю не використовується, у разі знаходження в безпосередній близькості елек� тромережі, то доцільно виробляти електро� енергію на продаж. У разі відсутності в безпосе� редній близькості електромережі – решту мета� ну необхідно спалювати в факелі. При вмісті метану в шахтному газі 25…80%, при стабільному високому дебіті у разі знаход� ження дегазаційних свердловин в безпосеред� ній близькості від споживачів, його можна використовувати для вироблення теплової енергії шляхом спалювання метану в котельнях населених пунктів, у разі відсутності в безпосе� редній близькості споживачів теплової енергії, його можна утилізувати шляхом спалювання в шахтних котельнях. За будь�якого дебіту шахтного газу та кон� центрації в ньому метану, при значній віддале� ності дегазаційної свердловини від шахти чи населеного пункту, доцільно утилізувати метан шляхом його спалювання в факелі. Утилізацію шахтного газу як зі значною, так і з незначною концентрацією метану в ньому, при малому дебіті доцільно використовувати як паливо в шахтних котельнях, або, у разі, якщо шахта розташована в населеному пунк� ті – в котельнях населеного пункту. ВИСНОВКИ Світовий та вітчизняний досвід свідчать про те, що метан вугільних родовищ є високоякіс� ним, екологічно чистим і конкурентоспромож� 33ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) Проблеми утилізації метану на шахтах України Таблиця 5 Спосіб утилізації* Споживач* ВиробництвоДебіт Концент% рація мета% ну, % Віддаленість споживачів Автозапра% вочні станції теплоенергії електроенергії Фа% кел Насе% лення Газотранспор% тна мережа Близько 1 2Більше 80 Далеко 1 2 3 4 Близько 1 населе� ний пункт Стабільно високий 25�80 Далеко 1 шахта 2 Низький 0�100 1 2 * 1, 2, 3, 4 – пріоритет технології утилізації метану. ним енергоносієм. На сьогодні в Україні є реальні передумови і конкретні напрацювання для практичного вирішення проблеми вилу� чення і утилізації шахтного метану. В умовах України рекомендується починати утилізацію метану з екологічних факельних установок і котелень, калориферів, сушарок при збагачувальних фабриках. З підвищенням надійності каптажу шахтного газу з концентра� цією понад 30% доцільно вводити в роботу міні�ТЕС. Для вироблення електроенергії з використанням шахтного газу можливо засто� совувати автономні електростанції та газогене� раторні установки. Для підвищення безпеки і збільшення тепловіддачі згорання до шахтного газу додається природний газ до концентрації 40%. Найбільш перспективним напрямом ути� лізації некондиційного шахтного метану є роз� бавлення його до концентрації в суміші 2,5% і пряме спалювання її в спеціально обладнаних топках. Якщо виходити тільки з доходу на 1 м3/хв метану, утилізованого за різних технологій, то перше місце займають когенераційні установки (міні�ТЕС). Проте з урахуванням експлуа� таційних витрат і інвестицій, які при міні�ТЕС в 5–8 разів більше, ніж для котельних і фа� кельних установок, ефективність когенерації знижується. Інвестування коштів у проекти спільного впровадження повинно відбуватися за такою схемою: інвестор вкладає засоби в модерніза� цію або заміну устаткування для видобування і утилізації метану з шахти; з метану отримуєть� ся електрична і теплова енергія; отримана енер� гія реалізується шахті для задоволення її потреб; одиниці скорочення викидів продають� ся згідно з механізмами Кіотського протоколу; дохід розподіляється відповідно до укладених договорів. 1. Щехурдин В.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело. – М.: Недра, 1987. – 440 с. 2. Булат А.Ф., Чемерис И.Ф. Перспективы созда� ния энергетических комплексов на базе угледо� бывающих предприятий // Уголь Украины. – 2006. – №2. – С. 3–6. 3. Гомель И.И., Рябич О.Н. Особенности реализации проектов современного осуществления в уголь� ной промышленности // Геотехнології та упра� вління виробництвом XXI сторіччя: монографія за заг. ред. О.В. Мартякової. – Донецьк: Вид�во ДонНТУ, 2006. – Т. 2. – С. 73–79. 4. Логачова Л.М. Використання механізмів Кіотсь� кого протоколу для реалізації проектів утилізації метану // Геотехнології та управління виробниц� твом XXI сторіччя: монографія за заг. ред. О.В. Мартякової. – Донецьк: Вид�во ДонНТУ, 2006. – Т. 2. – С. 50–55. 5. Техніко�економічне обґрунтування для Програми утилізації шахтного метану в Луганській області шляхом застосування механізмів Кіотського Протоколу. – Луганськ, 2008. – 393 с. 6. Буцик Ю.В. Обобщение материалов по техноген� ному воздействию угольных шахт на геолого� экологическую обстановку в Украинской части Донбасса // Геопрогноз. – 1993. – 256 с. 7. Исследования, разработка технологии и промы� шленное использование метана углегазовых месторождений Донбасса / В.В. Пудак, В.В. Ко� нарев, А.Д. Алексеев и др. // Уголь Украины. – 1996. – № 10�11. – С. 68–71. Надійшла до редколегії: 05.09.2011 34 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 4 (27) М.О. ПЕРОВ, В.М. МАКАРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ
id	systemreorg-article-436
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:13:45Z
publishDate	2011
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/1a/4456e179ca5edd86e3d64c886203431a.pdf
spelling	systemreorg-article-4362026-07-18T12:57:39Z Problems of methane recycling on the mines of Ukraine Проблеми утилізації метану на шахтах України Perov M.O. Makarov V.M. Novytskyi I.Yu. mine methane, recycling, torch installations, mini-TPP, boiler. метан шахтний, утилізація, факельні установки, міні-ТЕС, котельні. The analysis of the state and problems of the recycling of methane on mines of Ukraine is carried out. Directions of the use of a mix of air with methane in the national economy, a reduction of the mine methane release, and the priority directions of the recycling of methane are determined. The expediency of the realization of projects of the joint introduction of recycling and use of methane from coal deposits is substantiated.By methane resources, Ukraine takes the fourth place in the world. Their last estimation makes about 12 trln m3, which exceeds the natural gas stocks by a factor of 3-3.5. Last time, the great attention is paid in Ukraine to the problem of recycling of mine methane, in particular, a number of laws and normative acts which promote the realization of methane power projects were approved.Under conditions of Ukraine, it is possible to begin the recycling of methane with ecological torch installations, boilers, heaters, and dryers at concentrating factories. At a high reliability, the captured mine gas with a concentration of more than 30 % can be supplied to small thermal power stations. For the production of electric power with the use of mine gas, it is possible to use independent power stations and gasifiers. To increase the safety and heat value, natural gas at a concentration of 40 % can be added to mine gas. The most perspective direction of the recycling of substandard mine methane is its dilution to a concentration of 2.5 % in mixes and the direct burning in specially equipped fire chambers. The conclusion is made that, in Ukraine, there are now real preconditions and specific achievements allowing a practical solution of the problem of extraction and recycling of mine methane. Проаналізовано стан і проблеми утилізації метану на шахтах України. Визначено напрями використання метаноповітряної суміші у народному господарстві та шляхи скорочення емісії шахтного метану за пріоритетними технологіями його утилізації. Обґрунтовано доцільність реалізації проектів спільного впровадження утилізації та споживання метану вугільних родовищ.З ресурсів метану Україна займає четверте місце в світі. Остання їх оцінка становить близько 12 трлн м3, що в 3…3,5 раза перевищує запаси природного газу. Питанням розробки шахтного метану в Україні останнім часом приділяється велика увага, прийнято низку законів і нормативних актів, які мають сприяти реалізації метанових енергетичних проектів. В умовах України рекомендується починати утилізацію метану з екологічних факельних установок і котелень, калориферів, сушарок при збагачувальних фабриках. З підвищенням надійності каптажу шахтного газу з концентрацією понад 30% вводити в роботу міні-ТЕС. Для вироблення електроенергії з використанням шахтного газу можливо використовувати автономні електростанції та газогенераторні установки. Для підвищення безпеки і збільшення тепловіддачі згорання до шахтного газу додається природний газ до концентрації 40%. Найбільш перспективним напрямом утилізації некондиційного шахтного метану є розбавлення його до концентрації в суміші 2,5% і пряме її спалювання в спеціально обладнаних топках.Зроблено висновок про те, що на теперішній час в Україні є реальні передумови і конкретні напрацювання для практичного вирішення проблеми вилучення і утилізації шахтного метану. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011-11-09 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/436 System Research in Energy; No. 4 (27) (2011): The Problems of General Energy; 28-34 Системні дослідження в енергетиці; № 4 (27) (2011): Проблеми загальної енергетики; 28-34 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/436/374 Copyright (c) 2011 Perov M.O., Makarov V.M., Novytskyi I.Yu. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	mine methane recycling torch installations mini-TPP boiler. Perov M.O. Makarov V.M. Novytskyi I.Yu. Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title	Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title_alt	Проблеми утилізації метану на шахтах України
title_full	Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title_fullStr	Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title_full_unstemmed	Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title_short	Problems of methane recycling on the mines of Ukraine
title_sort	problems of methane recycling on the mines of ukraine
topic	mine methane recycling torch installations mini-TPP boiler.
topic_facet	mine methane recycling torch installations mini-TPP boiler. метан шахтний утилізація факельні установки міні-ТЕС котельні.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/436
work_keys_str_mv	AT perovmo problemsofmethanerecyclingontheminesofukraine AT makarovvm problemsofmethanerecyclingontheminesofukraine AT novytskyiiyu problemsofmethanerecyclingontheminesofukraine AT perovmo problemiutilízacíímetanunašahtahukraíni AT makarovvm problemiutilízacíímetanunašahtahukraíni AT novytskyiiyu problemiutilízacíímetanunašahtahukraíni

Problems of methane recycling on the mines of Ukraine

Репозитарії

Схожі ресурси