№69-08
Аспекти впровадження акумулюючих енергосистем у техногенному просторі вугільних шахт
В.С. Фальштинський1, П.Б. Саїк1, Р.О. Дичковський1, В.Г. Лозинський1, М.С. Демидов1
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 69:94-104
https://doi.org/10.33271/crpnmu/69.094
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Формулювання інноваційного підходу при раціональному освоєнні потенціалу вугільних шахт задля розширення господарчої діяльності гірничодобувних підприємств на базі впровадження підземних теплогенераторів при газифікації вугілля.
Методика досліджень. Дослідження можливості впровадження підземних теплогенераторів та когенераційних систем при газифікації вугілля на місці його залягання ґрунтувалось на основі проведення аналітичних та лабораторних досліджень. Базою проведення аналітичних досліджень слугував досвід впровадження зазначених модулів та когенераційних установок, а базою лабораторних досліджень була лабораторна установка, що дозволяє змоделювати процеси протікання термохімічних та геомеханічних процесів у сформованому газогенераторі залежно від гірничо-геологічних умов залягання вугільних пластів, методів та способів подачі дуттьових сумішей на дзеркало вогневого вибою.
Результати дослідження. Висвітлені актуальні питання щодо впровадження акумулюючих енергосистем на базі гірничодобувних підприємств. Встановлено, що можливою базою для розширення спектру господарчої діяльності гірничодобувного підприємства з видобутку вугілля є впровадження технології підземної газифікації. Основними продуктами якої є генераторний газ, теплова енергія та хімічна сировина. Досліджено параметри зміни температурного поля у безпосередній підошві підземного газогенератора та температура генераторного газу на виході з газовідвідної свердловини. На основі зміни яких запропоновано технологічні схеми підземного теплогенератора, що дозволяє використовувати техногенну теплову енергії як в процесі газифікації вугілля так і на стадії затухання підземного газогенератора і схему когенераційної системи з акумулюванням тепла з продуктів свердловинної підземної газифікації вугілля.
Наукова новизна. Розроблено інноваційний підхід до раціонального освоєння теплової техногенної енергії при газифікації вугілля на місці його залягання.
Практичне значення. Впровадження акумулюючих енергосистем на базі підземних теплогенераторів при газифікації вугілля на місці його залягання та подальше використання теплового техногенного середовища дозволить створювати компактні енергетичні модулі, що зможуть забезпечити енергетичні потреби гірничодобувного підприємства.
Ключові слова: гірничодобувне підприємство, акумулююча енергосистема, вугілля, підземна газифікація, теплогенератор, когенераційна система, технологічна схема
Перелік посилань
1.Новий профіль енергетики в контексті декарбонізації та післявоєнного відновлення України(2022).
https://razumkov.org.ua/statti/novyi-profil-energetyky-v-konteksti-dekarbonizatsii-ta-pisliavoiennogo-vidnovlennia-ukrainy
2. Miller, B.G. (2011). Clean Coal Technologies for Advanced Power Generation. Clean Coal Engineering Technology, 251-300.
https://doi.org/10.1016/b978-1-85617-710-8.00007-8
3. Saik, P., Dychkovskyi, R., Lozynskyi, V., Falshtynskyi, V., Cabana, E. C., & Hrytsenko, L. (2021). Chemistry of the Gasification of Carbonaceous Raw Material. Materials Science Forum, (1045), 67-78.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1045.67
4. Saik, P., Dychkovskyi, R., Lozynskyi, V., Falshtynskyi, V., Cabana, E., & Hrytsenko, L. (2020). Studying the features of the implementation of underground coal gasification technology in terms of Lvivvuhillia SE. E3S Web of Conferences, (168), 00036.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/20201680003
5. Falshtynskyi, V., Dychkovskyi, R., Saik, P., Lozynskyi, V., Sulaiev, V., & Cabana, E. C. (2019). The Concept of Mining Enterprises Progress on the Basis of Underground Coal Gasification Method Characteristic. Solid State Phenomena, (291), 137-147.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.291.137
6. Saik, P., Lozynskyi, V., Petlovanyi, M., Sai, K., & Stryzhakov, Ye. (2018). Modern approach to the development energy resources of residual and non-commercial coal reserves. Collection of Research Papers of the National Mining University, (54), 152-168.
7. Inkin, O.V., & Rudakov, D.V. (2018). Аn analyisis of geothermal system installation methods and criteria at closed coal mines. Fiziko-Tehničeskie Problemy Gornogo Proizvodstva, (23).
https://doi.org/10.37101/ftpgp23.01.009
8. Samusya, V., Oksen, Y., & Radiuk, M. (2013). Heat pumps for mine water waste heat recovery. Mining of Mineral Deposits, 153-158.
http://doi.org/10.1201/b16354-26
9. Садовенко, І.О. (2015). Спосіб отримання теплової енергії при підземній газифікації вугілля (Patent No. 109342).
https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/586235/
10. Гайко, Г.І. (2010). Спосіб отримання електроенергії при безшахтному спаленні вугільних пластів похилого залягання (Patent No. 54138).
https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/255798/
11. Vasûčkov, Û., & Fedorova, M. (2015). Synthetic gas production during underground gasification of coal seams. AGH Drilling, Oil, Gas, 32(1), 135.
https://doi.org/10.7494/drill.2015.32.1.135
12. Sajjad, M., & Rasul, M. (2014). Underground Coal Gasification in abandoned Coal Seam Gas blocks. Proceedings of 1st International e-Conference on Energies.
https://doi.org/10.3390/ece-1-b002
13.Rosen, M. A., & Koohi-Fayegh, S. (2016). Cogeneration systems. In Cogeneration and District Energy Systems: Modelling, Analysis and Optimization (pp. 49–77). Institution of Engineering and Technology.
https://doi.org/10.1049/pbpo093e_ch3
14. Jeannou, A. (2020). The Geothermal Energy Buffer: A Promising Carbon Free Solution for Bulk Energy Storage. 1st Geoscience & Engineering in Energy Transition Conference, 1–5.
https://doi.org/10.3997/2214-4609.202021015
15. Saik, P. (2021). Methodology for adapting the results of laboratory research on coal gasification to full-scale conditions. Collection of Research Papers of the National Mining University, 65, 50–59.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.050
16. Falshtynskyi,V.S., Dychkovskyi, R.О., Tabachenko, M.M., & Saik, P.B. (2012). Secondary Energy Products Utilization at Underground Coal Gasification Scientific Reports on Resource. Rock Strengths, Rock Fragmentation and Effective Use of Energy Potential of Geotechnical Systems, (2), 100-105.
17. Saik, P. (2017). Study of Methods and Development of Technological Scheme for Heat Removal from Rock Waste Dump. Advanced Engineering Forum, 25, 128–135.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/aef.25.128
18. Oughton, D., & Hodkinson, S. (2008). Faber & Kell's Heating & Air-conditioning of Buildings. Routledge.
https://doi.org/10.4324/9780080557649
