Мирошниченко Д. В., к. т. н. Зав'ялова О. Л.

Донецький національний технічний університет, Україна

ВИКОРИСТАННЯ ШАХТНОГО МЕТАНУ, ЯК АЛЬТЕРНАТИВНОГО ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ В УМОВАХ ГІРНИЧОДОБУВНИХ ПІДПРИЄМСТВ

Використання шахтного метану, як альтернативного джерела енергії зробить Україну менш залежною від імпорту палива, також це дозволить підвищити рівень економічного, екологічного та соціального ефекту на гірничодобувних підприємствах.

Україна на сьогоднішній день забезпечує лише 22,5 % державних потреб у споживанні природного газу (споживання 80 млрд м³, видобуток 18 млрд м³) [1]. Велика частина газу для покриття дефіциту імпортується з країн СНД (Росія, Туркменістан та ін.) Особливо гостро постало питання щодо пошуку та розробки альтернативних енергоносіїв. Одним з таких альтернативних джерел в Донбасі, виходячи із специфіки району, який представлен здебільшого гірничодобувними підприємствами, можна розглядати шахтний газ метан.

Видобуток вугілля на Україні пов'язаний з високим рівнем складності і низьким рівнем безпеки в порівнянні з видобутком інших видів енергоресурсів, що обумовлено складними гірничо-геологічними умовами залягання вугільних пластів і важко прогнозованими гірничо-геологічними і газодинамічними умовами. Метан - невід'ємний супутник кам'яного вугілля, видобуток якого в нашій державі складає сьогодні близько 80 млн т на рік. Розрахункові запаси метану в вугленосних родовищах складають від 12 до 25 трлн м³.

Функціонування підприємств вугільної промисловості, як правило, супроводжується багатостороннім негативним впливом на навколишнє природне середовище, масштаби якого безпосередньо залежать від обсягу основного виробництва та у зв'язку з можливим збільшенням обсягів видобутку вугілля мають тенденцію до подальшого зростання. За рівнем виникнення і викидів шкідливих речовин в атмосферу вугільна промисловість є однією з найбільш забруднюючих повітряний басейн галузей [2].

Важливо відзначити, що метан у певних концентраціях утворює з киснем повітря вибухонебезпечну суміш і його наявність є головним чинником і основною причиною вибухів у вугільних шахтах з тяжкими наслідками. Для боротьби з метаном на вугільних шахтах робляться спеціальні профілактичні заходи, найбільш ефективна з яких - дегазація. В даний час, зі всього об'єму, що виділяється шахтами, системами дегазації витягується лише 15 % метану, з нього утилізується лише 7 % .

Метан - екологічно чистіший енергоносій, ніж вугілля. При спалюванні тонни вугілля викидається в атмосферу 35 кілограмів пилу, 4 кілограми двоокису сірки, 5 кілограмів окису азоту та інші шкідливі гази, що забруднюють атмосферу. Заміна вугілля метаном призводить до зниження забруднення атмосфери. Наукою доведено, що метан - активний учасник глобального потепління, причому кожна його одиниця в 22 рази сильніше сприяє цьому процесу, ніж одиниця вуглекислого газу, який вважається головним винуватцем негативних змін клімату планети.

Таким чином, з точки зору екологічної безпеки та парникового ефекту, переробка шахтного метану є дуже актуальною.

Найбільш раціональним способом утилізації шахтного метану є його використання безпосередньо в місцях його отримання.
На першому етапі вибору найбільш кращого варіанту використання шахтного метану є вибір з можливих способів використання шахтного метану, тих, які можна було б застосувати на шахті. Переважними варіантами використання шахтного метану на гірничодобувному підприємстві є:
- використання в якості палива для котелень;

- використання в газотурбінних установках;

- використання в якості моторного палива;

- використання метану, що міститься в повітрі;

- вироблення теплової енергії та електричної енергії;

- спалювання шахтного метану в факелі;

- утилізація шахтного газу з малим вмістом метану;

- когенерація.

Реалізація проекту по використанню метану вугільних родовищ дозволить забезпечити отримання економічного, екологічного та соціального ефекту. Використання метану, як альтернативного джерела палива зробить Україну менш залежною від імпорту палива.

Екологічний ефект виражений у поліпшенні екологічної ситуації внаслідок впровадження природоохоронних технологій. Протягом останніх двох століть концентрація метану в атмосфері збільшилася більше ніж удвічі. На підставі того, що метан - це один з шести основних газів, що створюють парниковий ефект (причому він у 21 раз шкідливіший в порівнянні з СО₂ ) та у структурі викидів парникових газів в Україні метан займає близько 35 %, його утилізація несе позитивний ефект. В результаті встановлення нового устаткування викиди газу - метану у навколишнє природне середовище зменшаться на 2102400 м³ / рік.

Список використаних джерел:

1. Касьянов В. В., Ламберт Перспективи розвитку метанової галузі вУкраїні / В. В. Касьянов. – К., 2000. – С. 6–11.

2. Безпфлюг В. А. Утилізація шахтного метану в ФРН і її можливості в Україні / В. А. Безпфлюг. – К., 2006. – С. 45–48.