Анализ эмиссии метана из вентиляционных потоков угольных шахт и перспективы использования в производстве
Проблема изменения климата, опасность глобальных и региональных эффектов остаются одними из наиболее обсуждаемых тем в мире. Причиной сложившейся ситуации служит парниковый газ. Метан-второй по значимости парниковый газ, регламентируемый Киотским протоколом.
Одним из основных источников выбросов метана в атмосферу являются вентиляционные потоки из угольных шахт, а также неконтролируемые утечки через аэродинамические связи с поверхностью. В отличии от второго источника, первый является легко контролируемым и имеет промышленное значение. В настоящее время в РФ уголь добывают 112 шахт, по имеющимся данным с 67 общее количество воздуха, поступающее для проветривания составляет 471209 м3/мин. С учетом того, что все рассмотренные в анализе шахты от первой категории и выше, и по Правилам безопасность исходящая струя воздуха должна иметь концентрацию не ниже 0,75 %, можно посчитать, что в атмосферу выбрасывается 360 м3/мин метана.
Высокая теплотворная способность позволяет использовать шахтный газ для отопления жилых помещений (для жителей Волгограда на человека в месяц приходится почти 12 м3, а в среднем шахта выделяет более 100 м3/мин, соответственно 1 шахта может обеспечить природным газом население 1 небольшого города), для производства электроэнергии и как топливо для автотранспорта.
Создание технологии добычи метана из вентиляционных потоков угольных шахт является приоритетной задачей на ближайшее будущее.
Утилизация шахтного метана позволит снизить себестоимость добычи угля на шахтах в зависимости от конкретных условий на 3-4%.
Во-первых, увеличится масса прибыли на единицу продукции, поскольку возрастает разница между существующей ценой и себестоимостью добычи угля или, что одно и то же, снизятся убытки, и, во-вторых, сократится расход первичного топлива (угля) на внутренние нужды, в результате чего соответственно возрастут угольные товарные ресурсы и стоимость их реализации.
Успешная реализация проектов по добыче угольного метана позволит повысить безопасность труда шахтеров угольных регионов России, создать новые рабочие места и обеспечить производственные и бытовые потребности угольных регионов в газе.
В мире существуют установки, позволяющие использовать метан из вентиляционных потоков с концентрацией от 0,1 до 0,7%. Принцип действия, которых основан на сжигание метана с выработкой тепла и электроэнергии. Установки комп, но при этом остается важным вопросом аэродинамическим сопротивлении, которые они создают. Срок окупаемости установки составляет от 3-6 лет.
Научный руководитель Кобылкин Сергей Сергеевич, к.т.н., доцент