Буцик Катерина Робертiвна

Реферат за темою випускної роботи

Актуальність теми

На даний час техніко-економічні показники роботи газових шахт на 35-50% нижчі, ніж негазових шахт в аналогічних гірничо-геологічних умовах. Частка витрат на управління газовиділенням (вентиляція і дегазація) в собівартості видобутку вугілля досягає 25%.

Традиційно через вибухонебезпеку метаноповітряних сумішей метан розглядається як одна з основних небезпек відробітку вугільних родовищ. В сучасних умовах підземної розробки вугільних родовищ газовий чинник стає однією з головних перешкод на шляху збільшення навантаження на очисний забій, підвищення темпів підготовки виїмочних полів і забезпечення безпечних умов праці шахтарів. Так, частка обмеження продуктивності очисного устаткування за газовим чинником в діючих лавах при навантаженнях 1200-1500 т/добу сягає 35% [1].

Найперспективнішими з погляду скорочення емісії метану в атмосферу є компактно розташовані, концентровані джерела, тобто нафтогазові і вугільні системи. Щорічна емісія вугільного метану за джерелами розподіляється таким чином:

• підземний видобуток вугілля – 20-28 млн. т (70-85%);

• відкриті гірничі роботи і транспорт вугілля – 3-8 млн. т (10-20%);

• спалювання вугілля – 1-4 млн. т (5-10%).

Цілі та задачі дослідження

Ціль роботи – вивчення і аналіз технологій з витягання шахтного метану в умовах зверхкатегорійной шахти «Щєгловська-Глибока» з метою розширення заходів щодо використовування каптуємого метану.

Задачі, які вирішуються в магістерській роботі:

1.   Провести аналіз досліджень щодо визначення максимального потенційно можливого обсягу каптуємого метану, а також його динаміку в часі.

2.   Виконати аналіз всіх існуючих сучасних способів дегазації і технології витягання метану. Вибрати відповідний для досліджуваного об'єкта.

3.   Визначити і обґрунтувати можливі напрями раціонального використовування шахтного метану як джерела сировини для промисловості.

4.   Провести економічне обґрунтовування ухваленного технологічного рішення з витягання і використовування шахтного метану в умовах реального підприємства.

Об'єкт дослідження – технологічні процеси витягання і використовування метану в умовах шахти «Щєгловська–Глибока».

Методи дослідження – систематизація, аналітичний аналіз, методи техніко-економічних розрахунків, метод моделювання, рішення ситуаційних задач, прогнозування, метод статистичної обробки даних.

Наукова значущість роботи. Практична цінність результатів роботи

Наукова новизна – аналіз, розробка і обґрунтовування технологічних рішень можливе лише з урахуванням визначення загального обсягу метану, який здобувається в шахті і техніко-економічного обґрунтовування його собівартості, дозволяюче далі приймати проекти по безпосередньому використовуванню шахтного метану як супутнього ресурсу вугільного підприємства.

Практична цінність – визначееня практичних пропозицій з вибору і обґрунтовуванню напрямів використовування шахтного метану, запропоновування технологічних схем утилізації з урахуванням умов шахти.

Огляд існуючих досліджень і розробок за темою. Аналіз ситуації в Україні, Донецькому регіоні і світовий досвід в області витягання метану

В таблиці 1 показані запаси метану у вугільних родовищах світу.

Таблиця 1 - Світові запаси метану вугільних родовищах (за різними джерелами)

Країна	Запаси метану вугільних родовищ, триліони, м. куб.	Країна	Запаси метану вугільних родовищ, триліони, м. куб.
Канада	17-92	Росія	17-80
Китай	30-35	Австралія	8-14
Сполучені Штати Америки	4-11	Україна	2-12
Індія	0,85-4	Германія	3
Польща	3	Великобританія	2,45
Казахстан	1,1-1,7	Південна Африка	1
Чеська Республика	0,38	Турція	0,1

На шахті «Щєгловська–Глибока» ГОАО «Шахтоуправління Донбас» щорічно буряться свердловини загальною довжиною до 11 км. Каптується 14,43 млн.м³ метану. Газ утилізується на шахтних котельнях в обсязі 12,6 млн.м³, а також використовується для генерації електроенергії. Ефективність дегазації 41-42%, концентрація метану в мережі – 45%.

Таблиця 2 – Способи переробки шахтного метану

Енергетична переробка
Критерії вибору	Термічне розкладання	Газомоторні установки	Газотурбінні установки	Котельні установки	Мікродифузійні грілки	Високотемпературне факельне спалювання
Концентрація метану (дозволена), %	0 - 2,5	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25
Одержувана продукція	теплоенергія	електроенергія	теплоенергія		деструкція метану	деструкція метану
Представлення на ринку	дослідні зразки	промислові зразки	дослідні та промислові зразки	промислові зразки		промислові зразки
Хімічна переробка
Критерії вибору	Каталітиче окислення з аміаком	Взаємодія з сіркою	Отримання синтез-газу	Хлорування	Каталітичне окислення	Нітрація	Термоокислітельний крекінг і електрокрекінг
Концентрація метану (дозволена), %	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25
Одержувана продукція	синільна кислота	сірковуглець	спирти, альдегіди і ін.	метілхлорід, метиленхлорид, хлороформ, чотирьоххлористий вуглець	формальдегід	нітрометан	ацетилен
Представлення на ринку	промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки
Виробництво товарного метану та інші технології
Критерії вибору		Виробництво товарного метану				Інші
		Кріогенні технології	газогідратні технології	установки компримирования	біотехнології	низькотемпературне спалювання	каталітичне розкладання на 3d металевих каталізаторах
Концентрація метану (дозволена), %	0 - 2,5	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25	більше 25
Одержувана продукція	товарний метан			кормовий білок	технічний вуглець	вуглецеві нановолокна
Представлення на ринку	промислові зразки	дослідні зразки	дослідні та промислові зразки	промислові зразки	промислові зразки	дослідні зразки

Як видно з табл. 2 основними напрямами утилізації метану є:

• Отримання електричної енергії з використанням газомоторних установок.

• Отримання теплової енергії з використанням газотурбінних і котельних установок.

• Спалювання метану за допомогою факельних установок і мікродифузійних грілок.

• Хімічна переробка з отриманням різних органічних сполук.

Поточні і плановані результати за темо досліджень

Основною перспективою магістерської роботи є можливість використовування результатів дослідження як на підприємствах вугільної промисловості, так і в інших галузях народного господарства в цілому. Дані отримані в магістерській роботі дозволять ухвалювати найефективніші рішення за застосуванням витягнутого метану.

Результати виконаної роботи дозволять:

1.   Оцінити дію шахтного метану на безпеку умов праці в підготовчих і очисних забоях, а також зміну навантаження на них;

   Ціль роботи – вивчення і аналіз технологій по витягання шахтного метану в умовах зверхкатегорійної шахти «Щєгловська-Глибока» з метою розширення заходів щодо використовування каптуємого метану.

   Досягнення мети роботи дозволило вирішити такі задачі:

   • Проведений аналіз досліджень щодо визначення максимального потенційно можливого об'єму каптуючого метану, а також його динаміку в часі.

   • Виконаний аналіз всіх існуючих сучасних способів дегазації і технології витягання метану. Вибрати відповідний для досліджуваного об'єкта.

   • Визначення і обґрунтовання можливих напрямів раціонального використовування каптуємого шахтного метану як джерела сировини для промисловості.

   Використані джерела

   1. Пучков Л. А. Динамика метана в выработанных пространствах. М., МГГУ, 1995. – 313 с.
   2. Кауфман Л. Л., Лысиков Б. А., Кулдыркаев Н. И. Добыча горючих газов угольных месторождений. Донецк, 2007, - 232 с.
   3. Киричок А.С. Перспективы использования альтернативных источников энергии в Донецкой области. Материалы конференции 2006 г. (г. Мисхор).
   4. Регенерация метана, выделяемого подземными угольными шахтами, и возможности его применения. http://www.methanetomarkets.org/.
   5. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – Киев, 1994. – 312 с.
   6. Руководство по дегазации угольных шахт. – М., 1990. – 180 с.
   7. Серезентиков Г. В. Комплексная автоматизация для дегазации и утилизации метана/ Г. В. Серезентиков, А. В. Петров. – Донецк, 1997 – С. 719–722.
   8. Гомаль И. И. Эколого-экономические аспекты утилизации шахтного метана/ И. И. Гомаль, А. В. Гутаревич, А. Б. Бокий. – Москва, 1997 – С. 191–195.
   9. Николенко Н. А. Перспективы добычи и использования шахтного газа метана/ Н. А. Николенко, Е. А. Воробьев, Н. А. Митрохина, О. А. Крихта. – Донецк, 1998 – С. 878–881.

   ---

   ДонНТУ > Портал магістрів ДонНТУ > Про автора