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