- Новости
- — Наука
- — Технологии
«Усмирение метана»
Проекты ученых для шахты им. А.Ф.Засядько
Завтра, 18 мая, в г. Донецке научная элита региона соберется на свой традиционный «хурал», который пройдет в условиях академического плэнера – в Ботаническом саду.
Торжественное заседание Совета научного центра НАН и МОН Украины с региональным советом по вопросам науки и технологий, посвященному всеукраинскому Дню науки пройдет при участии председателя Донецкого областного совета Андрея Шишацкого.
Церемония планируется отчетно-поздравительная. А на будни останутся дискуссии о прозе научных поисков, эффективности применения научных решений в производство. Хотя чаще эти вопросы обсуждаются лишь в узком кругу специалистов, значимость их не может не интересовать общество. Например, как украинская наука работает над актуальной проблемой – разработкой безопасных технологий добычи угля и метана?
Насколько глобальна метановая проблема, мир еще раз убедился недавно. «Экологический Чернобыль» в Мексиканском заливе, по мнению ученых, мог сотворить огромный метановый «пузырь». Не до конца изучены и «метановые следы» аварий в шахтах (они происходят не только в Украине и России, но и в США, Китае и других странах).
Между тем, ученые из днепропетровского Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины (ИГТМ) уже десять лет сотрудничают с научно-техническим коллективом специалистов донецкой шахты им. А.Ф. Засядько.
Это сотрудничество питают две идеи: научная и производственная. Когда-то академик НАНУ Анатолий Федорович Булат сформулировал научную концепцию об углепородном массиве как о газонасыщенной среде, который содержит два ценных энергоносителя – уголь и метан. А промышленник и ученый Ефим Леонидович Звягильский поставил целью добывать на своем предприятии, а потом и на аналогичных шахтах Донбасса, не только уголь, а также газ метан.
Для решения этой проблемы шахта стала своеобразным научным полигоном.
Сегодня на шахте внедряется способ опережающей дегазации пород кровли высоконагруженных лав. Разработан такой способ группой специалистов под руководством академика А.Ф. Булата и доктора технических наук, профессора Е.Л. Звягильского. В коллективе авторов также – директор шахты И.А. Ефремов, И.А., замгендиректора АП «Шахта им. А.Ф. Засядько Б.В. Бокий и ученые ИГТМ – В.В. Лукинов и А.П. Клец. Что удалось сделать столь монолитной интеллектуальной команде, – об этом «2000» рассказал заведующий отделом геологии угольных месторождений больших глубин ИГТМ им. Н.С. Полякова, доктор геолого-минералогических наук, профессор В.В. Лукинов:
– Главным в нашей работе есть изъятия метана, который во время добычи угли не просто теряется, а еще и становится причиной аварий на шахте. Между тем цена на этот энергоноситель растет с каждым днем. Важно учитывать, что шахта им. А.Ф. Засядько – глубочайшая в Донецком бассейне. Так что опыт технологии добычи угля и метана, который наработали наши коллективы, надеюсь, со временем станет востребованным на всех шахтах Украины.
В мире уже существует практика использования метана угольных месторождений. Небольшая, но существует. Она, как правило, привязана к особенностям добычи основного энергоносителя – углю, а также к конкретному месторождению. Шахты Донбасса, кроме общих признаков – принадлежности к одному бассейну – во многом и отличаются. В том числе и шахта им. А.Ф. Засядько.
Мы сотрудничаем с ее научно-техническим коллективом в двух направлениях. Первый – над способом изъятия метана из горных выработок. Второй – над способом добычи метана из поверхности путем бурения буровых скважин.
Первый способ базируется на том, что массивы песчаника способны пропускать метан, а главное – в подработанных лавами породах на границе отработанной и новой лав формируется зона наибольшего прогиба пород, фильтрационные свойства которой намного выше, чем в нетронутом массиве.
Подземные буровые скважины, пробуренные в такую зону, показали довольно высокий дебит добытого газа, а также его качество. Так, экспериментальные работы, проведенные в 17-й восточной, 17-й западной и 18-й восточной лавах на пласте m3 по бурению буровых скважин опережающей дегазации дали возможность добыть 4 млн. 46 тыс. м. куб. газа с дебитом буровых скважин 3 м. куб за минуту и содержимым метана до 95%.
Над первым способом работают ученые института – старший научный сотрудник А.Ф.Клец и главный научный специалист А.А. Тихонов (отдел геологии угольных месторождений больших глубин). А на шахте – начальник участка С.А. Кураковский С.А. и горный мастер В.Г. Фатеев. Также активное участие в шахтном эксперименте брали и начальники участков С.В. Макаренко С.В. и С.П. Сергеев.
Сегодня нашими сотрудники вместе со специалистами шахты, а также МакНИИ разрабатывается отраслевой стандарт применения способа на шахтах Донбасса, опасных по газу. Вместе с тем готовится технологическая документация относительно опережающей дегазации 18-й западной лавы пласта m3 шахты им. А.Ф. Засядько.
Второй способ – добыча метана с буровых скважин дегазации, пробуренных с поверхности. Как известно, во время бурения буровых скважин используют буровые растворы, которые попадая в газонасыщенные породы, резко уменьшают их газопроницаемость. Эти растворы проникают на большие расстояния от створа буровой скважины и тем самым блокируют выход газа.
Наш ученый – зав. отделом проблем технологий подземной разработки угольных месторождений д.т.н., профессор К.К. Софийский, вместе с заместителем технического директора шахты В.П. Ивановым и ведущим инженером шахты В.В.Чередниковим разработали способ, благодаря которому массив, забитый глинистыми компонентами, прочищается.
Способ базируется на многократном гидравлическом ударе с буровой скважины. В пробуренной буровой скважине снижают высоту столба воды до уровня 30 метров выше уровня перфорации; верхнюю же часть буровой скважины заполняют сжатым воздухом, давление которого то увеличивается, то уменьшается. За счет колебаний давления на границе «воздух-вода» и происходит «пробивание» водой под давлением пор, забитых глинистыми частицами. При этом полностью восстанавливается пористая структура пород, а газ свободно выходит на поверхность и попадается в общую сеть шахтного газопровода, где утилизируется соответственно нуждам АП «Шахта им. А.Ф. Засядько».
Наши ближайшие планы – усовершенствовать методы, о которых я говорил выше, к такому уровню, чтобы ими могли пользоваться если не все горнодобывающие предприятия Донбасса, то хотя бы большинство из них. Конкретно: во-первых, -разработать и проверить в условиях шахты эффективность изъятия метана из горного массива уже отработанных лав; во-вторых, – исследовать горно-геологические условия и физико-химические факторы, которые инициируют процессы самовозгорания угля.
- Новости
- — Наука
- — Технологии
Новости
