Оценка эффективности способов и средств дегазации углеметановых пластов

Представлены результаты анализа перспективных способов и технических средств, обеспечивающих повышение эффективности дегазации углеметановых пластов при их подземной разработке. По результатам анализа выделены традиционные способы и средства дегазации, эффективность которых составляет 12–25 %, и нетрадиционные способы с эффективностью десорбции метана до 40 %. В качестве классификационного признака нетрадиционных способов и средств десорбции метана газа принято условие снижение давления и повышение температуры угольной матрицы твёрдого газового гидрата. Выявлены условия перехода метана из газогидратного состояния в свободное с учётом реальных горнотехнических и техногенных условий шахт. Учитывая сложность подачи дополнительной тепловой энергии в угольный пласт, в качестве основного способа снижения давления в пласте принята разгрузка массива горных пород относительно исходного напряжённого состояния и дезинтеграция угля и пород при переходе от упругого их деформирования к упруго-пластичному и запредельному.

1. Рубан А. Д. Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов / А. Д. Рубан, В. Б. Артемьев, В. С. Забурдяев [и др.]. М.: Горная книга, 2010. 500 с.

2. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений [Текст] / В. И. Клишин [и др.]; под ред. Ю. Н. Малышева. Новосибирск: Издательский дом «Новосибирский писатель», 2011. 524 с.

3. Дегазация газа метана из угольных пластов и вмещающих пород на шахтах Кузбасса. История. Действительность. Будущее // А. В. Ремезов [и др.] Кемерово, 2012. 848 с.

4. Пучков Л. А. Извлечение метана из угольных пластов / Л. А. Пучков, С. В. Сластунов, К. С. Коликов. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. 383 с.

5. Родин Р. И. Эффективность дегазации шахт Кузбасса / Р. И. Родин // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2011. № 2. С. 116-119.

6. Плаксин М. С. Газокинетическая реакция углеметанового пласта при создании в нѐм трещин посредством нагнетания флюидов [Текст] / М. С. Плаксин, Р. И. Родин, В. И. Альков // Наукоѐмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. ст. Новокузнецк: СибГИУ, 2017. С. 63-67.

7. Пащенко А. Ф. Плазменно-импульсная технология повышения нефтеотдачи: оценка параметров механического воздействия [Текст] / А. Ф. Пащенко, П. Г. Авдеев // Наука и техника в газовой промышленности, 2015. № 3(63). С. 17-26.

8. Манаков А.Ю. Клатратные гидраты при высоких давлениях: структура, состав, свойства [Текст]: автореф. дис. … докт. хим. наук / А. Ю. Манаков; Институт неорг. химии СО РАН. Новосибирск: 2007. 33 с.

9. Shuqiang G. Investigation of Interactions between Gas Hydrates and Several Flow Assurance Elements [Текст] / G. Shuqiang // Energy and Fuels, 22 (5), 3150-3153, 2008.

10. Макогон Ю. Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование [Текст] / Ю. Ф. Макогон. М.: Недра, 1985. 232 с.

11. Плаксин М. С. Особенности развития динамических газопроявлений при проведении подготовительной выработки [Текст] / М. С. Плаксин, А. А. Рябцев // Наукоѐмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. ст. Новокузнецк : СибГИУ, 2017. С. 67-73.

12. Метан и выбросоопасность угольных пластов [Текст] / С. А. Шепелева, В. В. Дырдин, Т. Д. Ким, В. Г. Смирнов, Т. Н. Гвоздкова. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2015. 180 с.

13. Эттингер И. Л. Растворы метана в угольных пластах [Текст] / И. Л. Эттингер // Химия твердого тела. 1984. № 4. С. 28-35.

14. Журавков М. А. Газодинамическая реакция горных пород на проведение подготовительных выработок / М. А. Журавков, Г. Я. Полевщиков // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2011. № 2. С.39-52.

15. Каркашадзе Г. Г. Интенсификация дегазации угольного пласта на основе учѐта его геомеханического состояния в условиях нестационарных механических и сорбционных деформаций / Г.Г. Каркашадзе, С.В. Сластунов, Г.П. Ермак, Е.В. Мазаник // Уголь. 2015. №11. С. 62-65.

16. Беспятов Г.А. Синергетика выбросоопасной горной среды [Текст] / Г.А. Беспятов, В.Н. Вылегжанин, С.С. Золотых. Новосибирск: Наука, 1996. 191 с.

17. Вареха Ж. П. Технологические решения по извлечению метана из углепородного массива / Ж. П. Вареха, С. Н. Лис // Горный журнал Казахстана. 2016. №2. С. 6-9.

18. Dickens G. R., O'Neil J. R., Rea D. K., and Owen R. M. Dissociation of oceanic methane hydrate as a cause of the carbon isotope excursion at the end of the Paleocene. Paleoceanography, 1995, No. 10, Pp. 965-971.

19. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по предупреждению эндогенных пожаров и безопасному ведению горных работ на пластах угля, склонного к самовозгоранию». М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2016. Сер. 05. Вып. 46. 52 с.

20. Методика прогнозирования с использованием геофизических методов исследований и выбора мер по снижению эндогенной пожароопасности наклонных вскрывающих выработок, проводимых по угольному пласту / Кол. авторов / Кемерово: НЦ ВостНИИ, 2007. 34 с.

21. Петухов И. М. Геодинамика недр [Текст] / И. М. Петухов, И. М. Батугина. М.: Недра коммюникейшн ЛТД, 1999. 256 с.

22. Агеев П. Г. Плазменно-импульсное воздействие – инновационный подход к добыче традиционных и нетрадиционный подход к добыче традиционных и нетрадиционных углеводородов и заблаговременной дегазации угольных пластов / П. Г. Агеев, Н. П. Агеев, Д. П. Агеев, А. С. Десяткин, А. Ф. Пащенко // Бурение и нефть. 2016. № 7-8. С. 34-40.