Рейтинг@Mail.ru
Угольный портал
Главная Охрана среды Дегазация шахт и утилизация шахтного метана
Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl+Enter
Главное меню
Полезное
Виртуальные выставки
Онлайн тестирование
В это трудное время Вы можете оказать помощь в развитии портала
$10000   30%   $3000
Updated:  10/11/2014
$  
Работает на Donate-Amoney
$10000   30%   $3000
Updated:  10/11/2014
Стоимость:
 UAH - ₴
Работает на Donate-Amoney
$10000   30%   $3000
Updated:  10/11/2014
Работает на Donate-Amoney
Доска объявлений
Активность форума

 Онлайн тестирование по ОТ на Угольном портале

Дегазация шахт и утилизация шахтного метана Печать E-mail
Автор: Gimli   
19.11.2010 00:44
Дегазация шахт и утилизация шахтного метана
(Материал предоставлен нашим информационным партнером, журналом Уголь)

Проведен анализ оборудования используемого на шахтах, опасных по газу, для дегазации шахт и утилизации шахтного метана. Приведены предложения пораздельному извлечению метана для утилизации на действующих шахтах.

 

С целью дегазации угольных пластов и вмещающих пород в настоящее время широко используются водокольцевые ва­куумные насосы (в том числе и в странах ЕС), а также имеют достаточно широкое применение (по утверждению отдельных источников) ротационные вакуумные насосы. При этом, если водокольцевые вакуумные насосы имеют универсальное при­менение для дегазации горного массива и угольных пластов, то ротационные насосы сухого типа вызывают достаточно много вопросов по поводу их надежной эксплуатации в целях дегазации. Однако они более предпочтительны на объектах, имеющих цель утилизации метана для выработки электро­энергии, в первую очередь на установках, работающих на двигателях внутреннего сгорания. Эксплуатация ротационных насосов сухого типа требует достаточно щепетильного под­хода к откачиваемой метановоздушной среде (минимальное содержание угольной пыли или частиц породы, применение некоррозирующих трубопроводов), а также вызывает доста­точно много вопросов в плане безопасности в случае отса­сывания метановоздушной смеси, имеющей концентрацию менее 25 % СН4. Таким образом, в случае скопления в отра­ботанных пространствах метана с концентрацией менее 25 % появляется вопрос, что делать: откачивать на поверхность (с применением спецмероприятий) взрывоопасную смесь или ждать, когда в подземных условиях произойдет насыщение метановоздушной смеси до требуемой правилами безопаснос­ти концентрации. Сам принцип работы ротационного насоса сухого типа заведомо имеет намного больше предпосылок для образования искры, в то время как водокольцевой насос практически исключает возможность возникновения искры и соответственно инициации воспламенения или взрыва метановоздушной смеси из-за отсутствия трущихся частей и наличия водяного кольца, создающего вакуум.

Накапливание в подземном пространстве метановоздушной смеси с концентрацией метана более 25 % (а для ТЭС, работаю­щих на двигателях внутреннего сгорания, желательно содержа­ние более 30 %) можно образно сравнить с действиями «ками­кадзе», который поджигает фитиль детонатора и бежит к бочке с водой (для его тушения). При этом неизвестно, успеет ли он добежать до воды или детонатор взорвется у него в руках. Опыт использования факельных установок КГУУ 5/8 и инструкция по их эксплуатации показывают, что при достижении концентрации отсасываемой ротационным насосом метановоздушной смеси менее 25 % СН4 отключается и факел, и вакуумный насос. Таким образом, в подземных полостях находится не отсасываемая метановоздушная смесь с концентрацией метана менее 25 %. Когда через скважину, пробуренную в подземную полость (или трещиноватый массив), создается постоянный вакуум, то фор­мируется направление воздушного потока из горного массива на поверхность. В тех же случаях, когда ротационные насосы останавливаются из-за недостаточной концентрации метана в отсасываемой среде (а по имеющемуся опыту, на шахтах периоды остановок могут составлять и два месяца), неизвестно, что про­изойдет раньше метановоздушная смесь наберет требуемую концентрацию или найдет пути утечки к потенциальным источ­никам искры, а возможно, и найдет искру в самой подземной полости, где всегда возможно неконтролируемое обрушение горных пород. Гарантировать стопроцентную изоляцию полости в горном массиве (еще и при наличии всегда имеющихся в пре­делах шахтного поля зачастую плохо затампонированных или вообще не ликвидированных разведочных скважин), наверное, не сможет никто.

Аналогичная ситуация складывается и при совмещении до­бычи метана с целью его утилизации на теплоэлектростанциях, работающих только на извлекаемой из шахты метановоздушной смеси. Среднее время работы одной ТЭС контейнерного типа КТЭС в Германии в 2006 г. составило на закрытых шахтах 59 % календарного времени и 54 % на действующих шахтах. При этом основными причинами низкого уровня использования ТЭС на шахтном газе являются: остановка шахт, снижение объема добы­чи, колебания концентрации СН4 ниже 25 %, небольшие запасы газа на закрытых шахтах.

Таким образом, получается следующая цепочка:

для обеспечения контейнерных ТЭС, а также факельных установок типа КГУУ наиболее предпочтительны ротационные насосы сухого типа, обеспечивающие подачу метановоздушной смеси с меньшей влажностью, чем водокольцевые насосы;

для обеспечения устойчивой эксплуатации ротационных насосов сухого типа необходима метановоздушная смесь с ми­нимальным содержанием пыли и концентрацией СН4 не менее 25 % для факельных установок и 30 % для КТЭС;

для обеспечения подачи метановоздушной смеси с ми­нимальным содержанием пыли (которая будет приводить или к повышенному износу частей ротационного насоса сухого типа, или к засорению фильтров, а также может спровоци­ровать искру) необходима прокладка некоррозирующих трубопроводов, а в отдельных случаях и установка систем пылеудаления.

И все это при том, что согласно анализу фирмы Демета GmbH [2]: «Необходимо быть большим оптимистом, чтобы рассчиты­вать на прибыль от утилизации шахтного газа через ТЭС, в осо­бенности, если учесть, что о судьбе Киотского протокола после 2012 г. мы узнаем, скорее всего, в 2010-2011 гг. Ожидаемый доход (при утилизации через ТЭС, примечание автора) от эмиссион­ных сертификатов около 60 %, от выработки электроэнергии — 30 % и от получения тепла менее 10 %». При этом в расчете ожидаемых доходов естественно, не учтены затраты (и далеко не малые) на реконструкцию трубопроводов систем дегазации на действующих шахтах.

Более того, возвращаясь к безопасности работы на дейс­твующих угольных шахтах, необходимо учитывать следующие моменты. Собственник угольного предприятия, вложивший достаточно большие денежные средства (не менее 800 тыс. евро) в установки для выработки электроэнергии, естествен­но, будет заинтересован в максимальной их эксплуатации и получении экономического эффекта. Соответственно, дегаза­ционная служба будет ориентирована на достижение подачи метановоздушной смеси с концентрацией СН4 не менее 30 %, при этом будет прямая заинтересованность в накоплении в выработанном пространстве такой концентрации. Более того, совершенно не исключена возможность, что личные доходы сотрудников службы дегазации на действующих шахтах будут ставиться в прямую зависимость от времени эксплуатации ус­тановок, утилизирующих метан. В этом случае у сотрудников дегазационной службы будет дилемма: удалять из подземных выработок метановоздушную смесь, не достигшую 30 % концен­трации СН4, в ущерб своим доходам или ожидать достижения необходимой концентрации метана в ущерб безопасности. К сожалению, печальная практика показывает, что всем извес­тная фраза шахтеров «метан есть искра всегда найдется» неоднократно доказывала свою правоту.

Более странная ситуация с экологическими факельными ус­тановками, где расчет экономического эффекта основан толь­ко на возможных доходах от эмиссионных сертификатов ЕСВ (Киотский протокол), судьба которых после 2012 г. неизвестна. Особенно в настоящее время, когда темпы падения производства в химической, коксохимической и металлургической отраслях достигают 40 %, что, соответственно, снижает и вредные выбро­сы СО2. К преимуществам факельных установок относят то, что область их применения значительно шире, чем у котельных и мини ТЭС ввиду возможности их эксплуатации вдали от на­селенных пунктов и более низких требований к концентрации метана. Однако даже при сжигании метана вдали от населенных пунктов, по нашему мнению, можно найти более рациональный подход к энергии от сжигания метана, чем простое ее раство­рение в атмосфере. При этом сжигать метановоздушную смесь, поступающую от водокольцевых насосов, можно в специально разработанных и апробированных горелках, применяемых в настоящее время в шахтных котельных, переведенных (или до­полнительно оборудованных) на метан.

Если проанализировать полученную из различных источников (включая Интернет) имеющуюся в настоящее время информацию о дегазации на действующих шахтах, можно составить следую­щую картину (см. таблицу).

 

Таким образом, работы по дегазации осуществляются во-докольцевыми вакуумными насосами, обеспечивающими долговременную и стабильную эксплуатацию систем дегаза­ции. Например, на шахте «Краснолиманская» (Украина) при дегазации выработанного пространства подземными пере­движными дегазационными установками ПДУ-50М-1 в наибо­лее сложных участках из емкости водоотделителя один раз в три месяца извлекается до 0,5-0,7 т шлама. Это пыль, которая засасывалась вакуумом с метановоздушной смесью, прошла через вакуумный насос и осела в водоотделителе. Однако в этих условиях замена водокольцевых насосов (при режиме работы два в работе, один в резерве) требовалась через четыре года.

В результате проведенного анализа, по нашему мнению, можно сделать следующие выводы.

1. С целью обеспечения дегазации на действующих шахтах наиболее безопасным и надежным является использование проверенных водокольцевых насосов.

2. Использование водокольцевых насосов (как показывает практика) при дальнейшей подаче метановоздушной смеси на специальные газовые горелки, используемые в России и Украине, при сжигании смеси в котлах не является недостатком. Скорее, наоборот, «высаживание» в воду пыли и ржавчины при прохож­дении метановоздушной смеси через водяное кольцо обеспечи­вает ее очистку от основной массы твердых включений.

3. Использование установок на базе ротационных насосов сухого типа для утилизации метана, естественно, является пре­рогативой собственника шахты. Однако на действующих шахтах подачу метановоздушной смеси к таким установкам, по нашему мнению, необходимо отделить от системы дегазации, для того чтобы иметь возможность удалять из шахты смесь, имеющую концентрацию СН4 менее 25 %.

4. Идея изготовления блочно-модульных котельных, вопло­щенная в реальность УК «СДС-Уголь» совместно с Бийским заво­дом котельного оборудования, вполне может заменить простое сжигание метана на «свечу». При этом дополнительно можно дооборудовать (как вариант) такую котельную дополнительным блоком сжигания метана в аналогичных котлам горелках (если нет применения метану, или на летнее время). Однако при этом использование водокольцевых насосов позволяет выбрасывать на «холодную» свечу метановоздушную смесь с концентрацией СН4 менее 25 %, а не накапливать газ с такой концентрацией в выработанном пространстве действующей шахты.

Нет таких сертификатов, стоимость которых сопоставима с человеческими жизнями.

Список литературы

1. Безпфлюг В. А., Хоппе С. Фирма Pro-2 представляет оптималь­ный ряд мобильных ВНС сухого типа // Уголь. 2009. 4. — С. 69-72.

2. Безпфлюг В. А., Касьянов В. В. Об эффективности ТЭС на шахт­ном газе // Уголь Украины. 2007. 8. С. 46-48.

3. Безпфлюг В. А., Касьянов В. В. Экономическая оценка раз­личных технологий утилизации шахтного метана // Уголь Укра­ины. 2008. 1. С. 47-48.

4. Уваров Д. И. Метановый вектор // Континент-Сибирь. 46 от 21.11.2008.

 

публикация из журнала Уголь

Обновлено 28.06.2013 01:31
 
Активность сообщества
3 месяцев назад
ИнтерУгольТрейд установил(а) новый аватар. Апр 27
4 месяцев назад
Iron установил(а) новый аватар. Апр 13
5 месяцев назад
ИнтерУгольТрейд1 установил(а) новый аватар. Мар 13
10 месяцев назад
uacoal Уголь от производителя. АШ, АС, АМ, АО, АКО, АК, Г, ДГ, Т. Окт 20
 
Мийка Karcher k5 full control мини мойка Karcher 5 full control electriche.com.
Кольца, манжеты, сальники, пластины, ремни, рукава и др
teh-mash.com
Продать стиральную машину? Или может купить утюг? Youla подскажет, где
atwill.ru
Рейтинг@Mail.ru