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
2 месяцев назад
ИнтерУгольТрейд установил(а) новый аватар. Апр 27
Iron установил(а) новый аватар. Апр 13
3 месяцев назад
ИнтерУгольТрейд1 установил(а) новый аватар. Мар 13
8 месяцев назад
uacoal Уголь от производителя. АШ, АС, АМ, АО, АКО, АК, Г, ДГ, Т. Окт 20
Anton Nikiforov ОФИЦИАЛЬНЫЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ! БЕЗ ПОСРЕДНИКА! UGOL.COM.UA Окт 20
 
Пластиковые окна в тюмени окна - цены и магазины окон пластиковых тюмени arsplast.ru.
Кольца, манжеты, сальники, пластины, ремни, рукава и др
teh-mash.com
Рейтинг@Mail.ru