Анализ технологий использования шахтного метана

Проанализированы технологии использования метана угольных месторождений. Представлен опыт утилизации метана на шахтах им. С.М. Кирова (Россия) и Krupinski (Польша).

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Бакхаус, К., Касьянов, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2012
Назва видання:	Физико-технические проблемы горного производства
Теми:	Технико-экономические проблемы горного производства
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108257
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Анализ технологий использования шахтного метана / К. Бакхаус, В.В. Касьянов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 169-182. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-108257
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1082572016-11-02T03:02:43Z Анализ технологий использования шахтного метана Бакхаус, К. Касьянов, В.В. Технико-экономические проблемы горного производства Проанализированы технологии использования метана угольных месторождений. Представлен опыт утилизации метана на шахтах им. С.М. Кирова (Россия) и Krupinski (Польша). 2012 Article Анализ технологий использования шахтного метана / К. Бакхаус, В.В. Касьянов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 169-182. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108257 622.831.3:622.411.332.004.14 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Технико-экономические проблемы горного производства Технико-экономические проблемы горного производства
spellingShingle	Технико-экономические проблемы горного производства Технико-экономические проблемы горного производства Бакхаус, К. Касьянов, В.В. Анализ технологий использования шахтного метана Физико-технические проблемы горного производства
description	Проанализированы технологии использования метана угольных месторождений. Представлен опыт утилизации метана на шахтах им. С.М. Кирова (Россия) и Krupinski (Польша).
format	Article
author	Бакхаус, К. Касьянов, В.В.
author_facet	Бакхаус, К. Касьянов, В.В.
author_sort	Бакхаус, К.
title	Анализ технологий использования шахтного метана
title_short	Анализ технологий использования шахтного метана
title_full	Анализ технологий использования шахтного метана
title_fullStr	Анализ технологий использования шахтного метана
title_full_unstemmed	Анализ технологий использования шахтного метана
title_sort	анализ технологий использования шахтного метана
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Технико-экономические проблемы горного производства
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108257
citation_txt	Анализ технологий использования шахтного метана / К. Бакхаус, В.В. Касьянов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 169-182. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT bakhausk analiztehnologijispolʹzovaniâšahtnogometana AT kasʹânovvv analiztehnologijispolʹzovaniâšahtnogometana
first_indexed	2025-07-07T21:12:34Z
last_indexed	2025-07-07T21:12:34Z
_version_	1837024154801405952
fulltext	Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 169 УДК 622.831.3:622.411.332.004.14 К. Бакхаус1, В.В. Касьянов2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНОГО МЕТАНА 1UMSICHT (Государственный институт техники безопасности, экологии, энергетики), Германия 2«Эко-альянс», Украина Проанализированы технологии использования метана угольных месторождений. Представлен опыт утилизации метана на шахтах им. С.М. Кирова (Россия) и Krupinski (Польша). В 2005 г. выбросы парникового газа метана в мире только за счет уголь- ной промышленности составили около 18,483 млрд. тонн, что в эквиваленте углекислого газа соответствует 388 млн. т СО2. При этом тенденция увели- чения добычи угля позволяет прогнозировать увеличение этой цифры до 440 млн. т СО2 к 2020 году (рис. 1) [1]. Рис. 1. Мировые выбросы метана в результате добычи угля в 1990-2020 гг. (млн. т СО2) Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 170 Метан образуется в процессе углефикации и содержится в угольных пла- стах, а также во вмещающей породе. В научно-технической литературе та- кой метан называют метаном угольных пластов (МУП). Высвобождение ме- тана угольных пластов происходит при снижении давления над пластом или рядом с ним вследствие естественных процессов (например, эрозии) или очистных работ. Очистные работы содержат четыре источника значительных выбросов метана: – открытые горные работы; – подземные горные работы (вентиляция и активная дегазация); – обогащение угля; – закрытые шахты. Как правило, объем выбросов метана в процессе открытых горных работ ниже, чем в процессе подземных, из-за более низкой степени углефикации. Кроме того, происходит выброс прямо в атмосферу, поэтому утилизация ме- тана для получения энергии невозможна. Таким образом, изложенные далее разработки относятся к шахтному ме- тану (ШМ), т. е. той части метана угольных пластов, которая высвобождает- ся в результате очистных работ. Можно грубо выделить три источника ШМ: – вентиляция; – дегазация; – закрытые шахты. Основными компонентами образующихся здесь газовых смесей являются метан, азот и углекислый газ, а в действующих шахтах – еще и кислород. Концентрация метана составляет при естественной дегазации 0,2-0,7 %, а в закрытых шахтах, а также при активной дегазации действующих шахт через специально пробуренные с поверхности скважины может достигать 90 % (рис. 2). Состав газа зависит не только от добываемого угля и степени его углефика- ции, но и от типа и технологии дегазации. В России, Украине и Казахстане, где газообильность шахт высокая, для дегазации пластов применяется технология бурения дегазационных скважин с поверхности. Предварительная дегазация, дегазация действующих и закрытых шахт позволяет здесь добывать газовую смесь с различной концентрацией метана. Таким образом, в отличие от Герма- нии и других стран добыча газа в этих странах происходит не только централи- зованно – через шахтные стволы, но и децентрализованно – по всей поверхно- сти над угольным месторождением. При этом состав и количество газа может со временем очень сильно изменяться. При ведении очистных работ в районе дегазационной скважины количество газа резко возрастает, однако концентра- ция метана, ранее составлявшая до 95%, снижается до50%. Вследствие высвобождения метана добыча угля связана с риском (взры- воопасность) и загрязнением (парниковый газ), которых избежать невоз- можно. Поэтому крайне необходима разработка специальных технических и Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 171 Рис. 2. Источники шахтного метана экономических решений для обеспечения техники безопасности очистных работ, безопасности населения в районах расположения действующих и за- крытых шахт и для сокращения выбросов метана, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду. Решающую роль в данном вопросе иг- рает утилизация шахтного метана в качестве топлива. Простое сжигание метана позволяет достичь значительного сокращения выбросов, поскольку потенциал глобального потепления метана в 21 раз превышает потенциал глобального потепления углекислого газа. Одновре- менно снижается риск взрывов метана в шахте. Если помимо этого произво- дится тепловая и электрическая энергия, достигается эффект замещения традиционных источников энергии и дальнейшее сокращение выбросов. Рассмотрим более подробно технические возможности утилизации шахтно- го метана для производства энергии. Выбор технологии утилизации метана зависит от его качества (преиму- щественно концентрации СН4) и от технического уровня оборудования. В Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 172 табл. 1 приведены основные современные технологии утилизации метана. Кроме того, в США также практикуется поставка метана угольных пластов с высоким содержанием СН4 в трубопроводы природного газа. Таблица 1 Современные технологии утилизации метана Технология CH4, % Продукция Примечание 1 Двигатель 30–100 Электричество Тепло* Сокращение выбросов Более 100 ед. в эксплуата- ции с 1996 г. 2a Котел/горелка. Основное топливо 25–100 Тепло Сокращение выбросов Применение с 1980 г. 2b Котел/гГорелка. Дополнительное топливо 25–100 Тепло Сокращение выбросов С начала XX в. 3 Факел 20–100 Сокращение выбросов Применение на полигонах ТБО * Утилизация тепла выхлопных газов в зависимости от условий шахты По оценке Глобальной инициативы по метану (ГИМ)1 в 2010 г. во всем мире существовало 300 проектов утилизации метана в эксплуатации и на стадии планирования. В половине проектов применялась технология утили- зации в КТЭС (рис. 3). По расчетам ГИМ объем сокращения выбросов парниковых газов, благо- даря реализации проектов утилизации метана, в 2010 г. составил 45 млн. т в эквиваленте СО2 [2, стр. 153]. Несмотря на успешное внедрение таких про- ектов с точки зрения техники и экономики, большая часть метана все еще выбрасывается в атмосферу. На это существует множество причин. Помимо административных препятствий, в т. ч. нечетких процедур утверждения и отношений собственности, существуют также финансовые и технические барьеры. В некоторых странах, которые подписали Киотский протокол, однако ратифицировали его со значительной задержкой, не суще- ствует четких инструкций по реализации сокращений выбросов парниковых газов на основании этого соглашения. Кроме того, остается неясным, будет ли продлена торговля квотами после истечения срока действия Киотского протокола в 2012 г. При этом доступ к альтернативным механизмам торгов- ли квотами, например, Схеме торговли выбросами Европейского Союза (EU ETS), имеет лишь ограниченное число государств. Из-за отсутствия выручки от торговли квотами на выбросы проекты по утилизации метана для производства энергии экономически напрямую кон- курируют с проектами других источников производства энергии. В таких 1 Международное партнерство, задачей которого является усиленная утилизация метана (основывается на инициативе «Метан – на рынки»). Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 173 Рис. 3. Проекты утилизации метана в мире [2] странах, как Россия с собственным природным газом по низкой цене, рез- ко понижается интерес к идее производства энергии с использованием метана. Кроме того, на рентабельность утилизации метана негативно вли- яет колебание тарифов на электроэнергию. В табл. 2 представлены пре- пятствия для реализации проектов утилизации шахтного метана, суще- ствующие в шести государствах, производящих наибольшие объемы вы- бросов ШМ в мире. Помимо изложенных препятствий серьезными причинами низкой сте- пени утилизации шахтного газа являются низкое содержание метана и недостаточно развитая инфраструктура (доступ к газовой и/или электро- сети). Кроме того, во многих регионах наблюдается недостаток информа- ции об успешной реализации проектов утилизации метана для производ- ства энергии. В России, Казахстане и Украине недостаточно технологических возмож- ностей утилизации вентиляционного метана, а также развития технологий для сокращения инфраструктурной зависимости. В табл. 3 представлены различные технологии утилизации вентиляцион- ного метана. Наиболее развита технология утилизации вентиляционного ме- тана в качестве дополнительного топлива (например, дутьевого воздуха) для газовых двигателей. Так, например, шахта Appin в Новом Южном Уэльсе, Австралия, реализовала проект по утилизации смеси вентиляционного мета- на с газом, содержащим более высокую концентрацию метана, в 54 двигате- лях электрической мощностью 55,6 МВт [3]. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 174 Таблица 2 Препятствия для утилизации метана в государствах, производящих наибольшее количество выбросов [2] Страна Основные ограничения Китай Большинство шахт находится на большом расстоянии от газопроводов Неразвитые технологии дегазации, низкий дебит Нечеткие руководства для иностранных разработчиков проектов Газ в основном низкого качества, т. е. концентрация метана менее 30 % США В большинстве штатов (в особенности на Западе США) -ограниченная пропускная способность газопроводов Сравнительно низкие тарифы на электричество снизили интерес ко мно- гим проектам производства электроэнергии (как для собственных нужд, так и для реализации коммунальным службам) Разрешение на добычу углеродсодержащих полезных ископаемых зача- стую выдается комбинированное: на нефть/ природный газ и уголь Россия ШМ и МУП конкурируют с огромными запасами природного газа с низ- кой стоимостью производства В регионе нет технологических средств для рентабельной добычи МУП из насыщенных газом угольных пластов низкой проницаемости Недостаточная государственная поддержка нетрадиционных источников энергии (Семинар «Метан – на рынки» в России, 2005 г.) Австра- лия Расходы на производство электроэнергии относительно высоки, и возни- кают сложности с покрытием всех расходов получения квот на выбросы при рыночных тарифах на электричество Украина Шахтный метан принадлежит государству, а право на его добычу предо- ставляется предприятиям, шахтам и физическим лицам, но процесс предоставления разрешений достаточно сложен Большинство угольных предприятий убыточны, и лишь некоторые из них получили значительные частные инвестиции Газ в основном низкого качества, т. е. концентрация метана менее 30 % Индия Отсутствие технологий и технических знаний Не произведена оценка запасов, выбор технологии, не разработаны ТЭО Отсутствие экспериментальных проектов, исследующих экономичность добычи и утилизации Отсутствие инфраструктуры для утилизации газа Отсутствие финансирования и потенциала его привлечения При внедрении австралийской технологии в условиях России необходимо учитывать значительно более высокую концентрацию метана в вентиляци- онном воздухе, а также тот факт, что метан добывается по всей протяженно- сти угольного месторождения. В рамках научно-исследовательского проекта «КоМет»2, осуществленно- го при финансировании ЕС, была спроектирована, построена и успешно введена в производство на шахте им. С.М. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс» мобильная испытательная установка утилизации вентиляционного метана в 2 «КоМет (CoMeth): Шахтный метан – Новые решения по утилизации ШМ – Со- кращение выбросов ПГ» Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 175 Таблица 3 Стадия разработки различных методов утилизации вентиляционного метана [4] Производитель / оборудование Описание Страна Стадия разработки 1 2 3 4 MEGTEC / Vocsidizer Термический по- точный реверсив- ный реактор (окис- ляющая установка). Тепловая энергия используется для нагрева пара для паровых турбин. Велико- британия Австралия США Установка мощностью 8 тыс. м3/ч установлена корпорацией British Coal (1994 г.). Установка мощностью 6 тыс. м3/ч установлена на шахте Ap- pin Colliery (2002 г.). Установка мощностью 250 тыс. м3/ч установлена на шахте West Cliff Colliery (2007 г.), произво- дит энергию для паровой тур- бины мощностью 6 МВт. Установка мощностью 50 тыс. м3/ч установлена на шахте Windsor Mine корпорации CONSOL (2007 г.). BIOTHERMICA / Vamox Термический по- точный реверсив- ный реактор (окис- ляющая установка) США Канада Установка мощностью 50 тыс. м3/ч установлена на шахте № 4 компании Jim Walter Resources (месторождение Blue Creek) (2009 г.). Установка мощностью 8,5 тыс. м3/ч установлена на шахте Quinsam Mine в Британской Ко- лумбии (2009 г.). CANMET / CH4MIN Каталитический поточный ревер- сивный реактор (окисляющая уста- новка) Канада Экспериментальная установка 500 мм. Поиски покупателя для реали- зации демонстрационного про- екта на шахте. EESTECH / HOGT Комбинированное применение уголь- ных отбросов и ВМ в качестве топлива для вращающейся печи. Сжатый воздух нагревается в теп- лообменнике и при- водит в действие газовую турбину. Австралия CSIRO спроектировало демон- страционную установку мощно- стью 1,0 МВт, испытания кото- рой прошли успешно. Поиск возможности демонстра- ционного проекта на шахте. CSIRO / VAMCAT Газовая турбина с каталитической ка- мерой сгорания для обедненной газовой смеси (1-процетный ВМ) Австралия Демонстрационная турбина (25 кВт) установлена на шахте «Паньи», г. Хуайнань, Китай. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 176 Продолжение Табл. 3 1 2 3 4 FlexEnergy / Каталитическая микротурбина для обедненной газовой смеси (1,3- процетный ВМ) США Несколько установок мощно- стью 30 кВт эксплуатируются на закрытой шахте «Акабира», Япония. Ingersoll-Rand / Рекуперативная микротурбина для обедненной газовой смеси Рекуперативная микротурбина для обедненной газовой смеси (1-процетный ВМ) США Установка мощностью 70 кВт установлена на шахте Bailey Mine корпорации CONSOL и утилизирует вентиляционный метан (2007 г.). Две установки мощностью 250 кВт установлены в устье сква- жины на месторождении Чан- гин компании PetroChina (2008 г.). EDL / Газовая турбина с карбюратором Газовая турбина Solar для обеднен- ной газовой смеси, запатентованная камера сгорания (1,6-процентный ВМ) Австралия Газовая турбина Solar Centaur мощностью 2,7 МВт проходит тестирование на электростан- ции Appin компании EDL. EDL / Вспомогательная утилизация ме- тана ВМ применяется в качестве вспомога- тельного топлива в смеси с дутьевым воздухом для дви- гателей Caterpillar мощностью 1,0 МВт. Австралия ВМ успешно применяется в ка- честве вспомогательного топ- лива в смеси с дутьевым возду- хом для двигателей Caterpillar мощностью 1,0 МВт на элек- тростанции Appin. качестве дутьевого воздуха для газовых двигателей. Сердцем установки яв- ляется двигатель MAN электрической мощностью 370 кВт. Двигатель под- ходит для сжигания нетрадиционных газов и может быть дополнительно- оборудован газовым смесителем. Это очень важный фактор – стандартные смесители благодаря своему строению могут производить необходимую для эксплуатации горелок газовую смесь с концентрацией метана 7,2 % из высо- кокачественной метановоздушной смеси и атмосферного воздуха. Однако для утилизации ВМ требуется смеситель с тремя входными пото- ками: – метановоздушная смесь с концентрацией метана свыше 25 %; – вентиляционный воздух с концентрацией метана менее 4 %; – атмосферный воздух, не содержащий метана. Технологическая схема такого газового смесителя приведена на рис. 4. В зависимости от концентрации метана в газовом потоке, вычисленной аналитически, происходит настройка газовых потоков таким образом, чтобы Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 177 на выходе получить концентрацию метана, необходимую для эксплуатации горелки. Концентрация метана в смесительной камере контролируется газо- анализатором. При обнаружении слишком высокой концентрации по треть- ему трубопроводу подается атмосферный воздух для ее снижения. Получен- ная таким образом газовая смесь подается в двигатель, объем потока регули- руется дроссельным клапаном, через который выбрасывается избыток газа. Рис. 4. Технологическая схема испытательной установки на шахте им. С.М. Киро- ва, Россия Важным требованием к конструкции испытательной установки была воз- можность перемещать ее при продвижении очистных работ и соответствен- ном изменении качества газа в отдельных скважинах. Это требование было выполнено благодаря контейнерному исполнению. На рис. 5 показана испытательная установка на шахте им. С.М.Кирова. На рис. 5,а изображена установка полностью. Цифрой 1 обозначен контейнер. Под номером 2 – компрессорная установка для дутьевого воздуха с концен- трацией метана менее 3%, 3 – компрессорная установка для метановоздуш- ной смеси с концентрацией СН4 более 25%. Слева на фото – скважина В1, из которой добывается газ с низкой концентрацией СН4. Трубопровод справа ведет к скважине В2, из которой добывается газ с концентрацией метана свыше 25%. Как правило, концентрация СН4 превышает 70%. На рис. 5,б показан узел подачи дутьевого воздуха в отсек двигателя. Желтый вентиль, регулирующий давление, обеспечивает немного понижен- ное давление на всасывании воздуха, чтобы газовоздушная смесь не попада- ла в контейнер. Вентиль под ним регулирует дополнительную подачу возду- ха, когда количество метановоздушной смеси недостаточное, или для запус- ка установки. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 178 На рис. 5,в представлен компрессор для бедного газа. Изолированная ём- кость – это водоотделитель, в который может дополнительно подаваться ат- мосферный воздух, для чего справа установлен специальный регулирующий вентиль. С его помощью можно снизить концентрацию метана в смеси, а также устанавливать концентрацию метана в дутьевом воздухе в испыта- тельных целях. На рис. 5,г представлены участки измерения количества утилизируемого газа. На заднем плане виден контейнер с двигателем, в который подается газ и дутьевой воздух от двух компрессорных установок, представленных на переднем плане. а б в г Рис. 5. Испытательные установки на шахте им. С.М. Кирова, Россия Сборка и установка испытательного оборудования состоялись в основном летом-осенью 2011 г. Установка была введена в эксплуатацию по окончании заморозков в апреле 2012 г. С мая 2012 г. установка работает без перебоев и поставляет электричество мощностью 0,3 МВт в местную электросеть. Сжиженный природный газ (СПГ) пригоден для многих целей, в т.ч. как топливо для транспортных средств, для транспортировки в отдален- ные районы, для поставки в трубопроводы природного газа. Производ- ство сжиженного метана является целесообразным на объектах, где не- возможна поставка электрической и тепловой энергии в коммунальную Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 179 сеть. Обязательным условием для такого производства является концен- трация метана выше 50 %. Концепция предусматривает производство СПГ на месте добычи метана и транспортировку грузовым транспортом к конечному потребителю (рис. 6), где производится подача в трубопровод или заправка транспортных средств. Рис. 6. Схема утилизации ШМ путем сжижения Перед сжижением шахтный метан должен пройти многоступенчатую очистку и подготовку. На рис. 7 представлена блок-схема демонстрационной установки сжижения метана на шахте Krupinski в Польше. Оборудование было введено в производство в 2011–2012 гг. за счет финансирования ЕС в рамках научно-исследовательского проекта «КоМет». Производитель и опе- ратор установки – фирма LNG-Silesia Sp. z o.o. Установка состоит из нескольких модулей, включает различные КИПиА, контролирующие процесс производства на всех стадиях. Из дегазационной станции газ поступает в модуль очистки, где происходит отделение воды, соединений серы и хлора, летучих органических компонентов и ртути. Затем очищенный газ подается в следующий модуль, где происходит разрушение кислорода в результате сжигания его с метаном, а затем отделение загрязне- ний и конденсата. Дополнительно часть шахтного метана может использо- ваться для производства электроэнергии для компрессоров в КТЭС, распо- ложенной в отдельном модуле далее. До сих пор применяется электричество из местной электросети. После отделения кислорода газ охлаждается и направляется к модулю, где происходит отделение воды и углекислого газа. Очищенный таким обра- зом газ подается в модуль сжижения, где температура газа доводится до 160°С и ниже. Компрессоры охлаждающей установки расположены в от- дельных модулях. Азот отделяется от сжиженного метана в три этапа. Полу- ченный поток, содержащий 95 % метана и 5 % азота, подается в два бака с вакуумной изоляцией. Все выхлопные газы сжигаются в факеле. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 180 Рис. 7. Концепция утилизации ШМ путем сжижения на шахте Krupinski, Польша (Источник: LNG-Silesia Sp. z o.o.) На рис. 8 представлена демонстрационная установка в Польше. На перед- нем плане расположен агрегат сжижения. Затем – модуль отделения СО2 (не- большая голубая и четыре большие серые колонны). За ними расположен модуль 3 – отделение кислорода – и модуль 2 – газоочистка. На заднем плане нахо- дится азотный генератор (синий контейнер), а справа – баки для хранения СПГ. Рис. 8. Демонстрационная установка на шахте Krupinski, Польша Установка работает с апреля 2012 г. Различные механические проблемы до сих пор не позволили достичь полной производительности. Однако произ- водство СПГ протекает успешно, хотя необходимы дальнейшие ремонтно- оптимизационные работы для достижения желаемого КПД. В рамках проекта «КоМет» при поддержке ЕС удалось успешно приме- нить технологию утилизации метановоздушной смеси с низким содержани- Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 181 ем метана в качестве дутьевого воздуха для газовых двигателей в условиях России. Первая испытательная установка на шахте им. С.М. Кирова запуще- на в апреле 2012 г. и производит электричество для поставки в местную электросеть. Контейнерное исполнение установки позволяет сравнительно легкую перевозку и установку на других объектах, т.е. пространственное смещение утилизации метана вместе с движением очистных работ. Таким образом, стала возможной рациональная утилизация вентиляционного воз- духа с низкой концентрацией метана из российских шахт. В то же время на шахте Krupinski в Польше удалось успешно продемон- стрировать производство СПГ из шахтного метана. По сравнению с уста- новкой в России, перемещение данного оборудования вдоль выемочного штрека затруднено из-за сложности состава установки. Однако установка сжижения метана представляет собой ценное дополнительное оборудова- ние для утилизации шахтного метана высокой концентрации с получением энергии для объектов с плохо налаженной инфраструктурой (отсутствием связи с газовой и электрической сетью). При этом особенно интересной, хотя на данный момент не широко распространенной технологической альтернативой является применение СПГ в качестве топлива для грузовых автомобилей. В заключение следует отметить, что обе технологии утилизации прошли успешное испытание в условиях России и Польши. Однако в каждом кон- кретном случае необходимо отдельно исследовать возможность применения (в особенности с учетом экономических условий). Глоссарий МУП (метан угольных пластов) – метан, который образуется в процессе углефикации и содержится в угольных пластах и вмещающей породе. ШМ (шахтный метан) – метан, который высвобождается в процессе под- земных очистных работ. ГИМ (глобальная инициатива по метану) – международное партнерство с целью усиленной утилизации метана (основывается на инициативе «Метан – на рынки»). СПГ (сжиженный природный газ). Выражаем благодарность Европейскому Союзу за финансовую поддерж- ку проекта (Договор № TREN/FP7/EN/218935). 1. Global Anthropogenic Non-CO2 Greenhouse Gas Emissions: 1990-2020, Агентство по охране окружающей среды США EPA, исп. ред. июнь 2006 г. 2. Karaca C.O., et al; Coal mine methane: A review of capture and utilization practice with benefits to mining safety and to greenhouse gas reduction, International Journal of Coal Geology 86 (2011) 121–156. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 182 3. Ventilation Air Methane (VAM) Utilization Technologies, Агентство по охране окружающей среды США EPA, Технологическая серия программы Coalbed Me- thane Outreach Program, сентябрь 2009, www.epa.gov/cmop. 4. Black, D., Aziz, N. Reducing Coal Mine GHG Emissions Through Effective Gas Drainage and Utilisation, Конференция предприятий угольной промышленности, 2009 г., Воллонгонгский университет и Австралийский институт горной про- мышленности и металлургии, 2009 г., 217–224.

Анализ технологий использования шахтного метана

Репозитарії

Схожі ресурси