Утилизация метана шахт Карагандинского угольного бассейна

Утилизация метана шахт Карагандинского угольного бассейна

 

 

Страна и местореализации проектa:

Республика Казахстан, Центральный  Казахстан, Карагандинский бассейн 

 

 

Общая информация:

Основной парниковый газ, подлежащий сокращению в результате проекта - CH4

Категория проекта - утилизация попутного газа

Сектор экономики находится в процессе реконструкции Добыча угля на содержащих метан угольных месторождениях сопровождается испусканием метана. Потенциальное накопление и взрыв метана являются постоянной угрозой для шахты и ее работников не только на эксплуатируемых рудниках, но и на неконтролируемых закрытых шахтах.

 

Описание проекта

 

 

 

Цели:

Главной целью проекта  является улавливание и дальнейшая утилизация выбрасываемого на Карагандинских угольных шахтах метана. Сжигание добываемого  на шахтах метана также позволит заменить уголь как источник энергии и  потому приведет к снижению выбросов ПГ

 

Текущая ситуация и ожидаемые  результаты:

Ежегодно на шахтах Карагандинского  угольного бассейна добывается 8-10 млн. тонн угля с содержанием газа 16-57 м3 на тонну угля, при этом улавливается 277 млн. м?: метана: 35 млн. м3 методом дегазации  и 242 млн. м3 методом вентиляции. В  настоящее время из дегазированного  объема используется только 12 млн. м3 метана (4,3%). Нужна местная технология утилизации метана угольных шахт. Метан из системы  дренирования газа выпускался в атмосферу. Предлагаемый проект предполагает устройство системы сбора газа (метана) и  местное его использование в  качестве топлива для горнодобывающего оборудования и получения энергии

 

Результаты:

Добываемый метан будет  использоваться на двух демонстрационных установках: газовый котел для  сжигания метана и угольный котел. Добытый  метан будет заправляться в угольный котел для повышения уровня эффективности. Также будут введены установки  для получения энергии. Необходимо изучить возможности применения метана для бытовых нужд посредством  его сбора и накопления в специальных  емкостях. Также можно изучить  возможность производства из этого  метана метанола, который затем используется для повышения октанового числа  бензина. Это позволит избежать добавления в бензин свинцовых добавок, что  часто делается сегодня

 

Сегодняшний статус проекта:

Сделана примерная техническая  разработка проекта, однако до сих пор  нет настоящего ТЭО

 

Общая капитальная стоимость  проекта: 3,7 млн. долларов США (следует  уточнить)

 

 

Ожидаемые экологические  выгоды, включая сокращение выбросов ПГ ( тонн CO2 в год или общий объем сокращения выбросов за период жизнедеятельности проекта (тонн CO2), исходя из периода технической жизни проекта - X лет)

Объем снижения выбросов ПГ - следует определить

 

 

Соответствие национальным и местным целям развития и  вклад в устойчивое развитие:

Проект соответствует  программе стратегического развития Казахстана до 2030 года, направленной на обеспечение устойчивого экономического развития Казахстана.

Аннотация

 

Николаев Е.Б., Неретина А.А. Экологические проблемы утилизации шахтного метана. В данной статье рассматриваются вопросы излечения и недостаточной утилизации шахтного метана, связанные с прекращением дегазации на ряде шахт и сокращением дегазируемых участков. Предлагается использование метана в качестве топлива для отопления шахтных и поселковых котельных.

 

 

В связи с недостатком  энергетических ресурсов на Украине  повышается интерес к метану, выделяющемуся  в шахтах при добыче угля. В первую очередь целесообразно утилизировать  метан, который извлекается дегазационными системами шахт.

 

Метан угольных пластов, с  одной стороны представляет собой  источник опасности для людей, занятых  в шахтах, с другой – источник возможного пополнения энергетических ресурсов страны, и с третьей, попадая  в атмосферу – экологическую  вредность.

 

В отношении безопасности серьезную угрозу здоровью и жизни  людей, занятых на подземных работах, несет присутствующий в горных выработках метан, выделяющийся из разрабатываемого пласта и выработанного пространства в процессе ведения очистных и  подготовительных работ и являющийся одной из предпосылок (образование  взрывчатой смеси и наличие источника  воспламенения) возникновения многочисленных пожаров и взрывов.

 

Масштабы экологической  вредности шахтного метана определяются его количеством, выделяющимся в  атмосферу в результате работы вентиляционных и дегазационных систем. Однако, с большей долей вероятности можно предполагать, что в действительности объем метана, поступающего в атмосферу в результате работы шахт, по крайней мере, вдвое больше за счет дополнительного рассредоточенного поступления метана по всей подработанной площади через неплотности, возникшие и достаточно долго сохраняющиеся в подработанной толще пород, обуславливая ее аэродинамическую связь с поверхностью.

 

Месторождения, сложенные  газоносными пластами, можно рассматривать  как угольно – газовые. Технология их разработки должна предусматривать  оптимальное совмещение технических  решений по добыче угля и извлечению газа. Основным требованием сегодняшнего дня (в том числе с точки  зрения безопасности горных работ) является максимально возможный уровень  дегазации углепородного массива и максимально возможная степень использования полученного метана. Учитывая особенности связи метана с углем, основным средством извлечения метана из угленосной толщи в зоне влияния очистных работ.

 

Также можем проследить за динамикой метановыделения из шахт, каптажа метана и его использования. Наблюдается тенденция к сокращению количества метана, поступающего в атмосферу за счет производственной деятельности шахт в некоторый период времени.

 

Например, за последние четыре года этот показатель снизился на 779 млн. м3. Такое снижение происходило, главным  образом, за счет уменьшения общего метановыделения на шахтах, разрабатывающих газоносные пласты, обусловленным снижением нагрузок на шахты и дегазируемые участки, а также продолжающимся процессом реструктуризации угольной промышленности, сопровождающимся закрытием нерентабельных шахт. Кроме того, существенную роль в снижении объема  кооптируемого метана сыграло прекращение дегазации на ряде шахт, а также сокращении числа дегазируемых участков.

 

В настоящее время в  атмосферу выбрасывается около 95 % метана, выделившегося в горные выработки шахт при отработке  газоносных пластов.

 

Полностью каптированный  дегазационными системами метан  используют 8 шахт и 8 шахт используют метан  частично. Основным направлением утилизации метана является использование его  в качестве топлива для отопления  шахтных и поселковых котельных.

 

На шахте им. М.И. Калинина ПО "Донецкуголь" газ, каптируемый шахтной дегазационной системой из подземных скважин, используется в виде газовоздушной смеси в парокотельной при норме содержания метана менее 30% выбрасывался в атмосферу.

 

Наблюдения, проведенные  в течение календарного года показали, что газовоздушная смесь с концентрацией метана 30 % и более откачивалась в течение 240 дней. В течение 125 дней смесь с концентрацией метана менее 30 % выбрасывалась в атмосферу периодами длительностью от 1 до 24 часов. Всего в течение 1866 часов было выброшено в атмосферу 1657 тыс. м3 метана.

 

Для использования газовоздушной смеси с концентрацией метана менее 30 % путем ее обогащения на шахте были пробурены дегазационные скважины с поверхности. После их подработки газ с концентрацией метана 94–96 %, выделяющийся из разгруженного угленосного массива через скважины по системе газопроводов подавался в сборный коллектор шахтной вакуум – насосной станции.

 

Этим газом обогащалась  некондиционная газовоздушная смесь и сжигалась в шахтной парокотельной.

 

Также от внедрения этого  мероприятия получен экономический  эффект 46,5 тыс. грн. в год