Метан в угольных пластах

Введение

Основным источником энергии природного газа является вещество под названием метан (CH₄). Метан является чистым природным газом и является горючим. Залежи метана находятся в трещинах угольных пластов и при добыче угля повышает взрывоопасность в шахтах, тем самым снижая риск для безопасной работы шахтеров. Метан угольных пластов – вредное для окружающей среды при попадании в атмосферу – а на самом деле это удивительно чистое топливо при сжигании. Метан при сжигании в качестве топлива обладает нулевым уровнем выбросов, в то время, когда в атмосфере его доля в 21 раз большая, чем доля углекислого газа. При добыче угля доля выброса метана составляет приблизительно 10% от общего объема выбросов метана в результате деятельности человека. Таким образом, метан угольных пластов является побочным продуктом при добыче полезных ископаемых, однако он может быть востребован для обеспечения различных видов работ горнодобывающих компаний. К преимуществам относятся: (а) снижение затрат на вентиляцию, времени простоя, и затрат на производство и (б) возможность использовать добытый газ в качестве источника энергии.

Метан угольных пластов

Дренажные системы дегазации большей части угольных пластов позволяют извлекать метан из угольных пластов до или во время проведения горных работ. Существует множество факторов, которые играют определенную роль в принятии решения о реализации шахтного метана.Добывающие компании могут использовать основной процесс определения возможности выброса и/или дальнейшее использование метана на угольных шахтах.

За последние десятилетия выбросы метана из угольных шахт значительно выросли из-за более высокой производительности угольной промышленности, а также тенденции к разработкам добычи угля из более глубоких угольных пластов. В соответствии с действующим положением об угольных шахтах многих стран, метан должен контролироваться как на рабочем участке (где работают люди), а также в других точках шахтных тунелей. Это традиционно осуществляется с помощью хорошо продуманной системы вентиляции. Тем не менее, эта задача становится все более трудной с точки зрения экономических затрат в современных угольных шахтах. Кроме того, ученые установили, что метан при выбросе в атмосферу является одним из основных парниковых газов, уступая только двуокиси углерода в его вклад в потенциал глобального потепления. В целях повышения безопасности горных работ и снижение простоев в результате обнаружения залежей метана в горных выработках, многие шахты в настоящее время используют системы дегазации для извлечения большей части метана из угольных пластов до или во время проведения горных работ.

Дренаж метана предлагает дополнительные преимущества:

• сокращение расходов на установку вентиляционного оборудования;
• снижение затрат на разработку шахтных штреков;
• снижение глобальной угрозы потепления;
• продуктивное использование отходов производства.

Это побочный продукт может быть собрана для создания трех уровней выгоды горнодобывающей компании, в зависимости от рыночного потенциала метана.Пособий являются следующие:

• метан, собранный из угольных пластов уменьшить вентиляцию расходы, издержки вследствие простоя, затраты на производство и затраты вал развития или извлечь выгоду из увеличения ресурсов угля. Все эти преимущества достигаются внутренние горные работы и могут быть легко проанализированы горнодобывающей компании;
• метана угольных пластов извлекается из пластов, которые будут добываться и использоваться в качестве местных ресурсов энергии для отопления зданий, сухой добычи угля с объекта обогащения угля, выработки электроэнергии, мощности транспортных средств путем сжатия газа и других местного использовани;
• извлеченный метан может быть повышен, если это необходимо, или сразу сжатый и ввел в коммерческую газопроводной системы.

Это может обеспечить максимально возможную пользу горнодобывающей компании при условии, что метан является высококачественным и шахта находится рядом с газопроводом. С помощью этого значение метана в качестве источника энергии может быть очень большим, и это может нести существенные прибыли.

Тем не менее, в процессе добычи метана угольных пластов, также производится откачка воды из угольных пластов, и такая вода, как правило, богата натрием, однако ее соленость делает ее непригодной для орошения и питья. Таким образом, сточные воды при добыче метана угольных пластов должна утилизироваться, иначе это может оказать негативное влияние на местный уровень грунтовых вод или рост растений.

США и Канаа изучали метан, получаемый из угольных пластов с начала 1970-х и 1980-х годов, соответственно. Производство угольного метана для внутренних потребностей в энергетике значительно выросло в США. Другие угледобывающие страны, такие как Австралия, Китай, Россия, Германия, Великобритания, Польша и т.д., включая Индию также обратили внимание на исследование этого нового ресурса и инициировали ряд научно-исследовательских программ по различным аспектам использования метана угольных пластов.

Заключение

Метан угольных пластов является потенциально важным энергетическим ресурсом во многих основных угледобывающих странах мира. Значительные объемы метана эксплуатируются по всему миру. Многие угледобывающие страны в настоящее время смотрят на возможность более широкого применения технологий метана для максимального использования газа из угольных пластов. Метан является чистым топливом с аналогичными свойствами природного газа, если не разбавлять кислородом или другими негорючими газами. Метан угольных пластов может быть извлечен из угольных пластов по:

• дренажным работам угольных шахт;
• извлечение из заброшенных угольных шахт;
• производство с использованием поверхностных скважин.

Характеристики каждого из этих источников метана отличаются с точки зрения характеристик коллектора, технологии производства и состава газа. Основной составляющей является метан (обычно 80-95%), иногда с более низкими пропорциями этана, пропана, азота и углекислого газа (CO₂). Газ, добываемый из угольных шахт состоит из смеси метана и высших алканоидов, водяного пара, воздуха, азота и CO₂. Технологии использования метана в вентиляционном воздухе шахты ппривлекает внимание в США, Австралии, Канаде и Швеции.

Список литературы

1. Energy Information Administration, U.S. Crude Oil, Natural Gas, and Natural Gas Liquids 1999 Annual Report.
2. Rice, D.D. 1997. Coalbed methane – An untapped energy resource and an environmental concern. U.S. Geological Survey Fact Sheet FS-019-97. http://energy.usgs.gov.
3. Schraufnagel, R.A., and P.S. Shaver. 1994. The Success of Coal Bed Methane, in A Guide to Coalbed Methane Reservoir Engineering, http://www.gri.org.
4. Schraufimgel, R.A, and P.S. Shaver. 1994. The Success of Coal Bed Methane, in A Guide to Coalbed Methane Reservoir Engineering.
5. Coalbed methane gas drainage, Surton Technologies.
6. Energy Information Administration, U.S. Crude Oil, Natural Gas, and Natural Gas Liquids 1999 Annual Report, Table 12. U.S. Coalbed Methane Proved Reserves and Production, 1989–1999.
7. Coalbed methane gas drainage, Surton Technologies.
8. Coal-bed methane: A bed of roses? Tata Energy Research Institute, August 2000, http://www.teriin.org.
9. DTI Publication (2000): Best Practice Brochure – Use of Extracted Coalbed Methane for Power Production at Tower Colliery, BPB002. DTI/Pub URN 00/730, March 2000.
10. Garratt J (2001): CBM Review – Breathing New Life. World Coal, Vol 10, no.3, March 2001, pp. 55–58.
11. Huang S (2000): Coalmine Methane Market Development in China. 2nd Int Methane Mitigation conference, Russia, June 2000, pp. 513–518.
12. Kasyanov V V (2001): Coalbed Methane Projects – a Ukrainian Perspective. International Investment Opportunities in Coalbed and Coalmine Methane, 28–29 March 2001, Hilton Green Park, London.
13. Scott A (2001): Benefits and Limitations of Revolutionary Microbial Technology to Enhance Coalbed Methane Production. International Investment Opportunities in Coalbed and Coalmine Methane, 28–29 March 2001, Hilton Green Park, London.
14. World Coal Institute (1998): Ecoal. The Newsletter of the World Coal Institute, Vol 28, December 1998.