Перспективы промышленной добычи метана в условиях шахты им. В.М.Бажанова с использованием вертикальных скважин, пробуренных с поверхности
- 1 — Кубанский государственный технологический университет ▪ Orcid
- 2 — Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, г. Макеевка, Украина
- 3 — Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, г. Макеевка, Украина
- 4 — Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, г. Макеевка, Украина
Аннотация
Прогнозные ресурсы метана в угольной толще Донбасса составляют 798,5 млрд м 3 , в том числе в Донецко-Макеевском районе 119,5 млрд м 3 . Такой значительный потенциал предполагает промышленную добычу и использование метана не только в энергетических целях, но и как товарное сырье для химической промышленности. Однако в реальности промышленная добыча метана из угольных пластов, как это делается на месторождениях США, Канады, Индии, Китая, не осуществляется, а утилизации подвергается в основном метан, полученный в качестве побочного продукта при обеспечении безопасности основных технологических процессов по добыче угля. Основными причинами этого являются сложные горно-геологические условия залегания пластов, их малая мощность и низкая проницаемость, что не позволяет выделить добычу метана в самостоятельный вид деятельности ввиду ее низкой рентабельности, особенно с применением новых технологий, основанных на гидроразрыве угольного массива. Оценка возможности промышленной добычи метана на поле шахты им. В.М.Бажанова в Донецко-Макеевском районе Донбасса, запасы которого составляют 23,7 млрд м 3 , показала, что значительная часть запасов метана сосредоточена в угольных пластах и пропластках с газоносностью 18,5-20,7 м 3 /м 3 . При этом во вмещающих породах метан находится практически в свободном состоянии. Это обстоятельство делает возможным промышленную добычу метана для его утилизации из разгруженного горного массива скважинами, пробуренными с поверхности, без применения технологии гидроразрыва. В статье рассмотрена технология добычи метана дегазационной скважиной, пробуренной с поверхности в разгруженную от горного давления угленосную толщу в условиях выемочного поля 4-й восточной лавы пласта m 3 шахты им. В.М.Бажанова и последующего его использования в качестве топлива электрогенератора. Показано, что за весь срок функционирования опытной скважины объем фактически добытого метана превысил проектное значение на 23 %, а себестоимость полученного газа составила 1535 руб. за 1000 м 3 , что более чем в 3 раза ниже рыночной цены на природный газ для потребителей в Российской Федерации. Это позволило сделать вывод о возможности промышленной добычи шахтного метана для последующей его утилизации в энергетических установках вертикальными скважинами, пробуренными с поверхности, без применения технологии гидроразрыва.
Литература
- Alabyev V.R., Korshunov G.I. Safety provision during heating of coal downcast shafts with gas heat generators using de-gassed methane. Zapiski Gornogo instituta. 2017. Vol. 225, p. 346-353. DOI: 10.18454/PMI.2017.3.346 (in Russian).
- Bokii B.V. Fundamentals of industrial technology for the extraction and use of methane. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2007. S13, p. 360-367 (in Russian).
- Bokii B.V., Kasimov O.I. Design and effective application of degassing of worked out spaces. Geotekhnicheskaya mekhanika. Dnepropetrovsk. 2003. N 42, p. 9-18 (in Russian).
- Anciferov A.V., Tirkel M.G., Hohlov M.G., Privalov V.A., Golubev A.A., Maiboroda A.A., Antsiferov V.A. The gas bear-ing capacity of the coal deposits of Donbass. Kiev: Naukova Dumka, 2004, p. 232 (in Russian).
- Degassing of coal mines. Requirements for methods and schemes of degassing. UPS 10.1.00174088.001-2004. Kiev: Mintopenergo Ukrainy, 2004, p. 162 (in Russian).
- DNHSR 1.1.30-6.09.93. Coal Mine Ventilation Design Guide. Kiev: Osnova, 1994. p. 311 (in Russian).
- Zvyagilskii I.E., Bokii B.V., Kasimov O.I. Prospects for the development of degassing at the mine n.a. Zasyadko. Ugol Ukrainy. 2003. N 12, p. 35-39 (in Russian).
- Instructions for the determination and prediction of gas content of coal seams and host rocks during exploration. Moscow: Nedra, 1977, p. 96 (in Russian).
- Wholesale prices for gas produced by PJSC Gazprom and its affiliates, sold to consumers in the Russian Federation (except for the population). URL: www.gazprom.ru/about/marketing/russia/ (date of access 04.04.2019) (in Russian).
- Ruban A.D., Artemev V.B., Zaburdyaev V.G., Zakharov V.N., Loginov A.K., Yutyaev Yu.P. Preparation and development of high gas-bearing coal seams. Moscow: Gornaya kniga, 2010, p. 500 (in Russian).
- Reznik G. Methane “paradise”. URL: www.uaenergy.com.ua/post/3 (date of access 04.04.2019) (in Russian).
- Averchenkov A.A., Galenovich A.Yu., Safonov G.V., Fedorov Yu.N. Regulation of greenhouse gas emissions as a factor in increasing Russians competitiveness. Moscow: NOPPPU, 2013, p. 88 (in Russian).
- Heating systems for air supply barrels with fire heaters using methane-air mixture. SOU 10.1.00174088.004-2005. Kiev: Minugleprom Ukrainy, 2005. p. 14 (in Russian).
- Transportation and use of methane captured by mine degassing systems. Safety requirements. SOU-P 10.1.00174088.015:2008. Kiev: Minugleprom Ukrainy, 2008, p. 16 (in Russian).
- Gas-turbine power station “MOTOR SICH” EG 1000 T-T400-ZUHL 1. URL: www.paes250.ru/ru/eg-1000t-t400-zuhl1/index.html (data obrashcheniya 23.04.2019) (in Russian).
- Coalbed methane. URL: www.en.wikipedia.org/wiki/Coalbed_methane (date of access 04.04.2019).
- Coalbed methane in the United States. URL: www.en.wikipedia.org/wiki/Coalbed_methane_in_the_United_States (date of access 10.04.2019).
- Coal Bed Methane: From Prospect to Pipeline. Ed. by Pramod Thakur, Steve Schatzel, Kashy Aminian. USA, San Diego: El-sevier, 2014, p. 440.
- Litvinenko V.S. Technological progress having impact on coal demand growth. XVIII International Coal Preparation Congress: Saint-Petersburg, 28 June – 01 July 2016. Springer International Publishing. 2016. Vol. 1, p. 3-16. DOI: 10.1007/978-3-319-40943-6_1