- Details
- Parent Category: Геотехнічна механіка, 2019
Geoteh. meh. 2019, 148, 73-87
DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900037
ГЕОТЕХНОЛОГІЧНІ СПОСОБИ ВИДОБУТКУ ГАЗУ З ТЕХНОГЕННИХ РОДОВИЩ ВУГІЛЛЯ
1Клюєв Е.С., 1Сапунова І.О., 1Іванов В.А.
1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України
УДК 622.324.5:622.279.5
Мова: Англійська
Анотація .
. У статті представлено аналіз сучасних геотехнологічних способів видобутку газу з техногенних родовищ вугілля. Особлива увага приділена методам комплексної розробки ресурсів, які зосереджені у заповнених породних відвалах шахт та мулонакопичувачах вуглезбагачувальних фабрик, шляхом їх термічної переробки. Процеси розробки подібних родовищ здійснюють різними способами, а сировиною для них в залежності від цільового призначення є різні по гранулометричному складу, фізико-хімічним і технологічним властивостям вугілля і породи. Інтенсивні дослідження в цій галузі зумовлені значними перевагами над іншими подібними процесами, такими як низький тиск, відсутність окислюючих реагентів, простота організації процесу та низька капіталомісткість.
Метою представленого дослідження є вивчення процесів термічного розкладання вуглецевмісної сировини для отримання додаткової інформації стосовно наступного питання: яку технологію слід застосувати для отримання горючого газу з подальшим його комерційним застосуванням.
У роботі описані фізико-хімічні методи термічної дії на тверду вуглецевмісну сировину, яку розглянуто як бінарну суміш вугілля та гірських порід, у безкисневому середовищі або із застосуванням окисників. Ці процеси характеризуються, перш за все, розкладанням органічної речовини, рекомбінацією продуктів розщеплення та утворенням термодинамічно стійких кінцевих речовин: твердого залишку, рідких продуктів та газової фази. У статті представлено результати досліджень каталітичних перетворень, що відбуваються у структурі вугільної речовини. Запропоновано різні варіанти використання каталізаторів у процесах фізичних та хімічних перетворень вугілля. Проведені дослідження дозволили проаналізувати існуючі методи теплової дії на гірниче середовище, визначити найбільш перспективні напрямки розвитку нових методів у галузі геотехнологічних процесів видобутку газу з вугільних техногенних родовищ та запропонувати новий метод теплової дії на вуглецевмісні матеріали з метою отримання промислових газів.
Ключові слова: гірниче середовище, теплова дія, вуглецевмісні матеріали, геотехнологія.
Список літератури
1. Фізико-хімічна геотехнологія / М.М. Табаченко, О.Б. Владико, О.Є. Хоменко, Д.В. Мальцев – Д.: Національний гірничий університет, 2012. – 310 с.
2. Влияние условий нагрева низкосортных углей и отходов углеобогащения на продукты термодеструкции / Приходченко В.Л., Слащева Е.А., Осенний В.Я., Коваль Н.В., Клюев Э.С. // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць / Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України. – Дніпропетровськ, 2010. – Вип. 89. – С. 63-72.
3. Основы практической теории горения / В.В. Померанцев, К.М. Альфредов, Д.Б. Ахмедов [и др.]; под ред. В.В. Померанцева. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 312 с.
4. Крейнин, Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье / Е.В. Крейнин. – М.: МГГУ, 2004. – 300 с.
5. Основи хімій та фізики горючих копалин / В.І. Саранчук, М.О. Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С. Білецький : [навч. посіб. для стундентів]. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – 640 с.
6. Обґрунтування технологічних схем експериментального шахтного газогенератора / В.С. Фальштинський, Р.О. Дичковський, К. Станьчик, Є. Свядровскі, В.Г. Лозинський / Науковий вісник НГУ. – 2010, № 3. – С. 34-38.
7. P. Younger, Mine Water Environ, 30 (2011)
8. Кузнецов Б.Н. Новые подходы к химической переработке ископаемых углей / Б.Н. Кузнецов // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 6. – 50-57.
9. Брик Д.В. Газифікація некондиційного вугілля Львівсько-Волинського басейну / Д.В. Брик, Ю.В. Стефаник // Углехимический журнал. – 2010. – № 1-2. – С. 20-32.
10. Sekine Yasushi, Ishikawa Kiyohiro, Kikuchi Eiichi, Matsukata Masahiko, Aki-moto Akemitsu (2006), “Reactivity and structural change of coal char during steam gasification”, Fuel, Vol. 85, no. 2, pp. 122-126.
11. Katarzyna Zubek, Grzegorz Czerski and Stanisław Porada (2016), “The influence of catalytic additives on kinetics of coal gasification process”, Energy and fuels, no. 14,02012, pp. 1-10.
12. Кусумано, Д. Каталитические процессы переработки угля / Д. Кусумано, Р. Делла-Бетта, Р. Леви. – М.: Химия, 1984. 288 с.
13. Орлова, В.М. Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.17.07 "Хімічна технологія палива і пально-мастильних матеріалів" / В.М. Орлова. – Харків, 2005. – 19 с.
14. Пат. 98189 Україна, МПК7 С10J 3/46, F23G 5/027, F23C 3/00. Спосіб термічної переробки вуглевмісних матеріалів для отримання промислових газів / Булат А.Ф., Возіянов В.С., Клюєв Е.С.; заявник та патентовласник Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України. – u 2014 09853; заявл. 08.09.2014; опубл. 27.04.2015, Бюл. №8.
Про авторів:
Клюєв Едуард Сергійович, кандидат технічних наук, науковий співробітник у відділі проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С Полякова Національної академії наук України, Дніпро, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Сапунова Ірина Олександрівна, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник у відділі проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С Полякова Національної академії наук України, Дніпро, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Іванов Валерій Анатолійович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник у відділі механіки еластомірних конструкцій гірничих машин, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С Полякова Національної академії наук України, Дніпро, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.