Софийский К. К., Стасевич Р. К., Притула Д.А., Дудля Е.Е. Повышение безопасности транспортирования, извлечения и утилизации метана поверхностными дегазационными скважинами

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, ИЗВЛЕЧЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ МЕТАНА ПОВЕРХНОСТНЫМИ ДЕГАЗАЦИОННЫМИ СКВАЖИНАМИ

Софийский К. К., Стасевич Р. К., Притула Д.А., Дудля Е.Е.

Софийский К. К., д-р техн. наук, профессор,

Стасевич Р. К., канд. техн. наук, доцент,

Притула Д.А., аспирант

(ИГТМ НАН Украины)

Дудля Е.Е., аспирант

(Государственное ВУЗ «НГУ»)

Анотація. У статті викладається інформація про дослідження і принципові технічні рішення використання одного з перспективних джерел енергії - метан вугільних родовища, який, також є джерелом постійної небезпеки в шахтах і одним з найбільших забрудників навколишнього середовища. Аналізуються найбільш апробовані результати інтенсифікації вилучення метану вугільних родовищ поверхневими дегазаційними свердловинами. Пропонується технологія пневмогідродінамічної обробки свердловин на непідпрацьованому масиві, стимулююча вивільнення газу з вуглепородного масиву та новий спосіб визначення допустимої зони вибухобезпеки метано-повітряної суміші в дегазаційних трубопроводах. Описано розроблені технічні рішення, що підвищують енергоефективність та безпеку експлуатації транспортування та утилізації дегазаційних систем. Дані дослідження ґрунтуються на прикладі ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька »та інших дослідів авторів.

Ключові слова: метан, дегазація, газотранспортна система, турбодетандери, утилізація.

 Abstract. The article describes about fundamental research and technical solutions to use one of the most promising energy sources - coal mine methane, which is also a source of constant danger in mines and one of the major pollutants of the environment. Tested results of the intensification extraction of methane from coal deposits by surface wells are analyzed. The technology of pneumohydrodynamic well treatment at not undermining array and new method of determining permissible zone of explosion safety methane-air mixtures in the degassing pipes are proposed. The developed technical solutions that increase energy efficiency and safety of operation of transportation and utilization of degassing system. These studies are based on the example of "Zasyadko Mine" and other experiments the authors.

Keywords: methane, degassing, gas transport system, cogeneration, utilization.

__________________________

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Динамические способы декольматации поверхностных скважин / К.К. Софийский, П.Е. Филимонов, Б.В. Бокий [и др.] // Днепропетровск: ТОВ «Східний видавничий дім», 2014. – 248 c.

2. Пат.№47577 UA, МПК(2010) Е 21 В 43/26. Спосіб пневогідродинамічноі обробки продуктивного горизонту свердловини / А.Ф. Булат, Є.Г. Барадулін, I.О. Ефремов, Д.М. Житльонок, К.К. Софійський, П.Є. Філімонов, В.В. Чередніков; заявник і патентовласник ІГТМ  НАН України. u200909241; заявл.08.09.2009; опубл.10.02.2010; Бюл.№3

3. Способы повышения дебита поверхностных дегазационных скважин / Е.Л. Звягильский, И.А. Ефремов, В.В. Бобрышев [и др.] // Геотехническая механика: межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – 2004. - Вып.49. – С. 3–8.

4. Управление аэрологическими и геомеханическими процессами в угольных шахтах / А.Ф. Булат, К.К. Софийский, Р.А. Агаев [и др.]. – Мариуполь: ТОВ «Східний видавничій дім», 2016. – 300 с.

5. Звягильский, Е. Л. Управление метановыделением на выемочных участках угольных шахт: [монография] / Е. Л. Звягильский, Б. В. Бокий, О. И. Касимов. - Донецк : Ноулидж, Донец. отд-ние, 2013. - 125 С.

6. Європейська економічна комісія партнерство “Метан - на ринки”. Керівництво по якнайкращій практиці ефективної дегазації джерел метановидалення і утилізації метану на вугільних шахтах. - Організація Об'єднаних Націй Нью-Йорк і Женева, 2010. - № 31,

7. Дегазація вугільних шахт. Вимоги до способів і схеми дегазації: СОУ 10.1 00174088.001 – 2004 , Київ: 2004. - 162 с. – (Нормативний документ Мінвуглепрому України. Стандарт).

8. Чередников, В.В. Енергозберігаюча технологія видобутку шахтного метану / В.В. Чередников, Е.А. Воробьев, М.О. Николенко // Энергосбережение – 2009. – №2. – С. 16-22.

9. Пат. № 112578 UA, МПК (2016.01) E21F 17/00. Спосіб визначення межі вибухобезпечності метано-повітряних сумішей в дегазаційних трубопроводах/ К.Є. Дудля, О.Н. Криворучко; заявник і патентовласник ІГТМ  НАН України.-u 2016 05731; заявл. 27.05.2016; опубл. 26.12.2016, Бюл. №24.

10. Притула, Д.А. Методология расчета параметров поверхностной дегазационной газотранспортной системы для условий ПАО «Шахта им. А.Ф. Засядько» / Д.А. Притула, Е.Е. Дудля, Б.В. Бокий // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украины. - 2016. – Вып.130 .– С.78-91.

REFERENCES

1. Sofiysky K.K., Filimonov P.E. and Bokiy B.V. (2014), Dinamicheskiye sposoby dekolmatatsii poverkhnostnykh skvazhin [Dynamic methods of decolmatization of surface wells], Oriental Publishing House, Doneck, Ukraine.

2.  Bulat A.F., Baradulin E.G., Efremov I.A., Zhytlyonok D.M., Sofiyskiy K.K., Filimonov P.E. and Cherednikov V.V., M.S. Poljakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS of Ukraine (2010), Sposib pnevmogidrodynamichnoy obrobky produktyvnoho horyzontu sverdlovyny [Method pnevohidrodynamichnoi treatment wells producing horizon], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 47577.

3. Zvyagilsky E.L., Efremov I.A. and Bobryshev V.V. (2004), «Methods for increasing the rate of surface degassing wells», Geo-Technical Mechanics, no. 49, pp. 3-8.

4. Bulat A.F., Sofiysky K.K. and Agaev R.A. (2014), Upravleniye aerologicheskimi i geomekhanicheskimi protsessami v ugol'nykh shakhtakh, [Management of aerological and geomechanical processes in coal mines], Oriental Publishing House, Mariupol, Ukraine.

5. Zvyagilsky E.L., Boky B.V. and Kasimov O.I. (2013), Upravleniye metanovydeleniyem na vyyemochnykh uchastkakh ugol'nykh shakht [Management of methane emissions at coal mine sites], Oriental Publishing House, Donetsk, Ukraine.

6. Economic Commission for Europe Partnership "Methane - to markets» (2010), Kerivnyctvo po yaknaykrashchiy practyci efektyvnoy degazatsiy dzherel metanovydalennya i utylizatsiy metanu na vugilnykh shakhtakh [Guide my very best practice effective decontamination metanovydalennya sources and utilization of methane in coal mines], OUN, №31, New York and Geneva.

7. Ukraine Ministry of Coal Industry (2004), 10.1 00174088.001 – 2004, Dehazatsiya vuhilnykh shakht. Vymohy do sposobiv i skhemy dehazatsiyi,[ 10.1 00174088.001 – 2004, Degassing coal mines. Requirements ways and drainage schemes], Ukraine Ministry of Coal Industry, Kiev, Ukraine.

8. Cherednikov V.V., Vorobyov E.A. and Nikolenko M.O. (2009), «Energy-saving technology of mine methane extraction», Energy saving, no.2., pp. 16-22.

9. Dudlya K.E. and Krivoruchko O.N., M.S. Poljakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS of Ukraine (2016), Sposib vyznachennya mezhi vybukhobezpechnosti metano-povitryanykh sumishey v dehazatsiynykh truboprovodakh, [Method of determining the boundaries vybuhobezpechnosti methane-air mixture in the degassing pipelines], State Register of Patents of Ukraine, UA, Pat. №.112578.

10. Prytula D.A., Dudlya K.E., Bokiy B.V. (2016) « Methodology calculation parameters poverhnostnoy dehazatsyonnoy hazotransportnoy system for uslovyy PJSC "Mine to them. A.F. Zasyadko "», Geo-TechnicalMechanics, no. 130, pp. 78-91

______________________

Об авторах

Софийский Константин Константинович,доктор технических наук, профессор заведующий отделом Проблем технологий подземной разработки угольных месторождений Института геотехнической механики имени Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Стасевич Ришард Казимирович, кандидат техники наук, старший научный сотрудник в отделе Проблем технологий подземной разработки угольных месторождений Института геотехнической механики имени Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Притула Дмитрий Александрович, аспирант, инженер отдела Проблем технологий подземной разработки угольных месторождений Института геотехнической механики имени Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Дудля Екатерина Евгеньевна, аспирант кафедры «Транспортных систем и технологий», Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет», Днепр, Украина.

About the authors

Sofiyskiy Konstantin Konstantinovich,  Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department of Undeground Coal Mining Technology, N.S. Poliakov Institute of Geotechnical Mechanics under The National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepr, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Stasevich Rishard Kazimirovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Researcher of Department of Undeground Coal Mining Technology, M.S. Poliakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Prytula Dmytro Oleksandrovych, Doctoral Student, Engineer in Department of Underground Coal Mining, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM,NASU), Dnepr, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Dudlya Katherine Yevgenievna, Doctoral Student of the Transport System and Technology Department of the State Higher Educational Institution “National Mining University”, Dnepr, Ukraine.