Введение к работе
В диссертации, представленной в форме научного доклада, дается краткое содержание опубликованных в 1972-1992 гг. работ автора по результатам выполненных им научных исследований.
Актуальность работы. Общие эапасы метана, заключенного в недрах угольных пластов стран СНГ.оцениваются в 70-80 трлн.м3, за которых при совершенствовании . технологии извлечения может быть добыто до 7 трлн.м3. Метан, выделяемый в шахтные выработки и выбрасываемый в атмосферу, - вредное явление относительно безопасности и экологии. Его выброс в атмосферу из-за парникового эффекта изменяет климат яе только стран СНГ, но и близлежащих отрав Европы. Повышение концентрации метана в атмосфере Земли в результате фотохимических реакций и наличие других вредных выбросов (сажи, паров, тяжелых металлов, золы, окислов азота и углерода, других углеводородов и т.д.) вызывает образование озона, поражающего, все живое как радиация.
Метан угольных пластов,, как правило, имеет незначительное количество примесей других газов и поэтому ' является ценнейшим химичеоким и -энергетическим сырьем. Использование шахтного метана.из вентиляций и дегазации для энергетических нузд шахт, близ них расположенных промышленных объектов и жилых поселков повысит эффективность работы шахты к устранит экологическую опасность, возникающую при выбросе метана в атмосферу.
Цель работы.' Повышение зффективнооти шахтных котельных установок путем использования шахтного метана как попутного продукта при добыче угля и улучшение экологии благодаря снижению количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ при сжигании угля, и сокращению количества выбрасываемого метана.
Идея работы. Разработка способов использования шахтного метана концентрацией от 2,5 до 5,0$ и 25 и более дляшахтных энергетических целей*.
Научные положения, выносимые автором на защиту;
установлена эффективность 'и экологическая целесообразность применения шахтного метана в шахтных котельных для удовлетворе-
" * Концентрация шахтного метана представлена в объемных процентах (Голубев И.Ф.. Гнеэдилов Н.К. Вязкость газовых смесей. - М.: Изд-во Гос-отаядартов СССР, 1971. -С, 9).
шахтных поселков и близлежащих промышленных объектов;
определено эффективное расстояние транспортировки шахтного метана. Оно составляет до I км при концентрации метана 25# и более;
установлена целесообразность сжигания метана, поступающего из дегазационных сетей с концентрацией 25% и более, в дршдахтных котельных над слоем горящего угля и метана с концентрацией, меньшей 25$, в "вихревых трубах", разработанных для шахтных энергетических установок, о предварительным разбавлением его исходящей струей вентиляции, поступающей из шахты, до 2,5-5#;
установлена необходимость согласования режимов дегазации, скорости вентиляционной струи и скорости горения шахтного метана в горелочных устройствах с целью получения безопасных режимов ведения процесса.
Обоснованность и достоверность научных положийй". выводов у. рекомендаций обеспеч^а щ>ЖеявшГем .шробй^ованных, теоретичен ских и экспериментальных методов исследование и отатистически обоснованным объемом выполненных экспериментов в лабораторных и в промышленных условиях, а также совпадением результатов, полученных при промышленном внедрении и в лабораторных условиях.
"Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач использовался комплекс методов, включающих в себя аналитические исследования, лабораторные эксперименты и экспериментальные работы на стендах, шахтные наблюдения за содержанием и дебитом метана в вентиляционных и дегазационных сетях, проведение промышленных экспериментов на котельных установках.
'Научная новизна!^' : - Разработаны режимы и способы аффективного применения шахтного метана для энергетических нужд шахты, учитывающие концентрацию нетана и скорости его поступления в горелочные устройства
котлов. ;..'.-'. .-. -__, :.".„і.,'-... .'....
Установлена эффективность сжигания метановоздушянх смесей с концентрацией 2,5-5$ в "вихревых трубах".
Определена зависимость теплоты сгорания СО, Hg и СН^ от
температуры. ' .:
2 .-.
Практическая ценность работы заключается:
в создании технологии совместного сжигания шахтного метана и твердого топлива над слоем горящего угля в топочных устройствах котлов и сушил малой энергетики шахт;J
в исследовании и разработке способа сжигания МВС. низких концентраций в "вихревых трубах" о целью создания камер сгорания газотурбинных установок малой мощности в шахтной энергетике;
в рекомендациях по созданию прибора для определения концентрации СО, Ejt СН4 в уходящих газах, для контроля качества сгорания шахтного метана при регулировании соотношения "топливо-воздух". :-,''.
Реализация работы,. Результаты работы по созданию технологии совместного скитания шахтного метана над слоем угля были реа-лиэованыг
на шахте "Стахановская" ПО "Карагандауголь" (внедрена тех
нология); : '"_'"' '
"на'шахте, "Ксйсомольская"" ПО' "Воркутауголь" (смонтирована установка);
на шахта "Абашевская" концерна "Кузбассуголь" (выполнен проект технологии).
Специальным директивным письмом Министерство" угольной промышленности СССР от 27.04.90 г. Я 6-35-26/122 и Комитет Госгор-технадзора СССР от 25.04.90 J5 03-1-40/54 рассмотрели технологию совместного сжигания шахтного метана и твердого топлива, предложенную Институтом горного дела им.А.А.Скочинского, и рекомендовали ее к широкому внедрению.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались
на Всесоюзной научно-технической конференции "Управление газовы
делением и дегазация угольных шахт" (апрель 1985 г., г.Макеевка
Донецкой обл.), на техническом совещании у заместителя Председа
теля Госгортехнадзора СССР (январь 1989 гі, г.Москва), на техни
ческом совета ПО "Карагандауголь" (ноябрь 1989 г., г.Караганда),
на заседании.секции по угольной, нефтяной промышленности и гео
логии научно-технического, совета Госгортехнадзора Казахской ССР
(февраль 1990 г., г.Алма-Ата) . .., ' '_ ._.__;_.
Публикации. По теме Диссертации опубликовано 6 статей, получено 2 авторских свидетельства. Кроме того, получено разрешение на выдачу патента по двум заявкам на способ совместного сжигания метана и угля и устройство для сжигания МВС низких концентраций.