№71-09

• 

До питання підземної газифікації малопотужних некондиційних запасів вугілля

П.Б. Саїк¹, В.Г. Лозинський¹, Д.С. Малашкевич¹, О.В. Черняєва¹

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 71:91-103

https://doi.org/10.33271/crpnmu/71.091

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Формування інноваційного підходу при раціональному освоєнні малопотужних некондиційних запасів вугілля з встановленням їх придатності до технології підземної газифікації та дослідженням матеріально-теплових показників процесу газифікації на прикладі шахти ПрАТ «ДТЕК Павлоградвугілля» ім. Героїв Космосу.

Методика досліджень. Можливість впровадження технології підземної газифікації на місці його залягання ґрунтувалось на основі проведення аналітичних досліджень. На основі розробленої професором кафедри гірничої інженерії та освіти НТУ «Дніпровська політехніка» Дичковським Р.О. «Методики оцінки придатності запасів до підземної газифікації вугілля» встановлено загальний коефіцієнт придатності запасів вугілля до газифікації, що залягають у межах шахтного поля ім. Героїв Космосу і є перспективними до майбутнього освоєння. Параметри виходу горючих та баластних генераторних газів, хімічний та енергетичний ККД процесу газифікації досліджувалися за допомогою використання програмного забезпечення «МТБ СПГВ», що пройшло промислову апробацію як при проведенні лабораторних, так і полігонних досліджень.

Результати дослідження. Висвітлено актуальні питання щодо застосування комбінації технологій розробки малопотужних некондиційних запасів вугілля, які дозволяють суттєво продовжити термін роботи гірничого підприємства. Зокрема, після відпрацювання продуктивних площ запасів вугілля орієнтація видобутку спрямована на переробку запасів на місці їх залягання технологією підземної газифікації. Встановлені критерії придатності запасів вугілля, що дозволили встановити першочерговість відпрацювання вугільних пластів. На основі зміни параметрів дуттьової суміші досліджено вихід горючих та баластних генераторних газів.

Наукова новизна. Встановлено, що при подачі у підземний газогенератор повітряного та збагаченого киснем дуття об’єм виходу горючих генераторних газів залишається однаковим, відмінність полягає у концентрації даних газів у вихідній суміші. Це обумовлюється великим вмістом азоту при повітряному дутті, який не вступає у хімічну реакцію з вугіллям, а при температурах у реакційному каналі нижче 900°C вихід СО знижується на 25 – 46%.

Практичне значення. Для умов шахти ім. Героїв Космосу визначено критерії придатності вугілля до газифікації. Два вугільних пласти шахти с₁₂ та с₇^в знаходяться в умовах достатньої придатності для підземної газифікації вугілля.

Ключові слова: підземна газифікація вугілля, критерії придатності, вугільний пласт, генераторний газ.

Перелік посилань

1. Основні напрями розвитку паливно-енергетичного комплексу України на період до 2030 року. (2005).
https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v01_1558-05#Text

2. Sotskov, V. O., Podvyhina, O. O., Dereviahina, N. I., & Malashkevych, D. S. (2018). Substantiating the criteria for applying selective excavation of coal deposits in the Western Donbass. Вісник Дніпропетровського Університету. Геологія, Географія, 26(1), 158–164.
https://doi.org/10.15421/111817

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. 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

5. Дичковський, Р.О. (2013). Наукові засади синтезу технологій видобування вугілля у слабометаморфізованих породах: монографія. НГУ.

6. Тимошенко, Є.В. (2009). До питання підвищення ефективності відпрацювання тонких вугільних пластів. Матеріали ІІІ Міжнародна науково-практична конференція 13–19 вересня 2009 року «Школа підземної розробки-2009», 583-588.

7. Dychkovskyi, R. O., Lozynskyi, V. H., Saik, P. B., Dubiei, Yu. V.,Cáceres Cabana, E., Shavarskyi, Ia.T (2019). Technological, lithological and economic aspects of data geometrization in coal mining. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 22-28.
https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-5/4

8. Bołoz, Ł. U. K. A. S. Z. (2018). Mining of thin coal seams using surface-underground methods. Mining–Informatics, Automation and Electrical Engineering, 56, 47-52.
http://dx.doi.org/10.7494/miag.2018.3.535.47

9. Lubosik, Z. (2013). Assessment of auger mining application in Polish hard coal deep mines. Mining of Mineral Deposits, 133-142.

10. Rosen, M. A., Reddy, B. V., & Self, S. J. (2018). Underground coal gasification (UCG) modeling and analysis. Underground Coal Gasification and Combustion, 329–362.
https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100313-8.00011-6

11. Saik, P. B., Falshtynskyi, V. S., Lozynskyi, V. H., Cabana, E., Demydov, M., & Dychkovskyi, R. (2020). Efficiency of underground gas generator in consideration of the reverse mode. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 39-46.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-4/039

12. Дичковський, Р.О. (2013). Наукові засади синтезу технологій видобування вугільних пластів у слабометаморфізованих породах. (Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук, 05.15.02 – підземна розробка родовищ корисних копалин).

13. Lozynskyi, V., Dichkovskiy, R., Saik, P., & Falshtynskyi, V. (2018). Coal Seam Gasification in Faulting Zones (Heat and Mass Balance Study). Solid State Phenomena, 277, 66–79.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.277.66

14. Laciak, M. (2011). Material and energy balance of the ucg process in the laboratory conditions. SGEM2011 11th International Multidisciplinary Scientific GeoConference.
https://doi.org/10.5593/sgem2011/s18.111

15. Fischer, D D., Boysen, J.E., & Gunn, R.D. (1977). Energy balance for the second underground coal gasification experiment, Hanna, Wyoming. Trans Soc Min Eng AIME, 262(4), 341-347.

16. Sawyer, W.K., & Shuck, L.Z. (1976). Numerical simulation of mass and energy transfer in the longwall process of underground gasification of coal. Symposium on Numerical Simulation of Reservoir Performance, 355-365

17. Саїк, П.Б. (2015). Обґрунтування параметрів технології свердловинної  підземної газифікації вугілля зі зближених пластів (Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук, 05.15.02 – підземна розробка родовищ корисних копалин).