Обґрунтування використання метану в умовах шахти ім. В.М.Бажанова

Сучасний розвиток видобутку вугілля на шахтах Української частини Донбасу пов'язаний з постійним впровадженням високопродуктивних технічно досконалих технологій вилучення вугілля та проходки гірничих виробок. При цьому, головною вимогою до вугільних підприємств зі сторони державного гірничого нагляду залишається гарантоване забезпечення безпеки робіт, подальше підвищення рівня промислової безпеки й покращення охорони праці. Це основоположний принцип у виробничій діяльності будь – якого підприємства незалежно від форми власності реалізується у відповідності із Законом України «Про охорону праці».

На багатьох шахтах Донбасу глибина ведення робіт перевищує 1000м, наслідком цього є збільшення кількості метану що виділяється з вугільних пластів та їх супутників, вміщаючих порід і виробленого простору у гірничі виробки. В той самий час ще більш актуальною стала задача забезпечення безпеки праці гірників та без зупинного технологічного процесу виїмки вугілля за рахунок підтримання величини вмісту метану в атмосфері підземних виробок в межах встановлених норм.

Збільшення виділення метану в гірничі виробки і вироблений простір, а також можливе його займання залишаються основними проблемами безпеки підземного видобутку вугілля. На сьогоднішній день на вугільних шахтах вибухи метану й пилу займають четверте місце серед причин травматизму у гірників.

Застосування різноманітних дегазаційних систем допоможе знизити концентрацію метану і тим самим сприятиме зменшенню негативного впливу і покращенню умов праці.

Часткове використання метану здійснюється в умовах шахти ім. В.М.Бажанова. Основуючись на результати науково-дослідницької роботи МакНИИ №1792034040 по отриманим експериментальним даним, закріпленими, у подальшому практичним досвідом, застосовується дегазація з бурінням свердловини в кровлю та почву позаду очисного забою з вентиляційного ходка. У відповідності з «Керівництвом по дегазації вугільних шахт» при даній схемі може бути забезпечена ефективність до 60%.

Виконання заходів з підвищення ефективності дегазації й створенню безпечних умов праці на робочих місцях добувних ділянок, створило умови для вилучення з шахти 16109553 м3 шахтного газу метану, з яких 7700000 м3 було спалено в промисловій котельній.

В промисловій котельній встановлено чотири котли ДКВ 10/13, що працюють на шахтному метані. Подібне використання метану дозволяє знизити викиди в атмосферу та скоротити споживання електроенергії, як наслідок шахта заощаджує значні кошти.

Оскільки шахта ім. В.М.Бажанова є газоносною, задля більш повного вилучення метану, до комплексу існуючих заходів, можна додати попередню дегазацію з застосуванням вертикальних свердловин пробурених з поверхні на вугільний пласт та вміщаючи породи. Попередня дегазація проводиться до початку розробки вугільного пласта і полягає в бурінні свердловин глибиною 100-250м та діаметром 80-100мм через кожні 10-25м. Кожна дегазаційна свердловина через водовідокремлювач приєднується до шахтної мережі газопроводів. Відсмоктування газу з вугільного пласта відбувається під розрідженням до 13,5-27 кг/м2 (100—200 мм pm. cm.) протягом тривалого періоду (більше 100-200 діб). Найбільш доцільно бурити свердловини за 5-10 років до початку гірничих робіт, це дозволить видобувати з вугільних пластів до 70% метану.

Шахтний газ з вертикальних дегазаційних свердловин за своїм хімічним складом аналогічний природному газу, концентрація метану в ньому стабільна і складає більше 85%. Після спорудження нескладної системи газо підготовки (стабілізація тиску, приведення у допустимий діапазон температури, вологості та очистка від пилу) він може спалюватись у газопоршневих двигунах як і природний газ. Також каптований метан можна використовувати для виробництва метанолу або заправки автотранспорту.

Дегазація дозволяє знизити вартість провітрювання гірничих виробок, скоротити простій обладнання і підвищити безпеку робіт.

Таким чином впровадження цієї технології сприятиме покращенню умов праці, збільшенню навантаження на лаву, попередженню вибухонебезпечних ситуацій, поліпшенню екологічної обстановки в даній місцевості і при комплексному підході матиме значний економічний прибуток.

1. Малев Н.В., Мартінова А.А. Основные требования и направления по повышению уровня промышленной безопасности газообильных шахт // Материалы Международной научно-практической конференции посвященной 90-летию Донецкого национального технического университета «Промышленная безопасность и вентиляция подземных сооружений в ХХI столетии». – Донецк, 2011. – с 3-8.
2. Регламент шахты им. В.М. Бажанова.
3. Руководство по дегазации угольных шахт. М.,1975 - 192 с.
4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/83041/Дегазация
5. http://www.cogeneration.com.ua/ru/analytics/special-gas/coal-mine-methane tilization/