Геоэкологическое обоснование системы дегазации ликвидированных угольных шахт

• Автор: Борисенко, Александр Викторович
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 263 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ИЗ

ЛИКВИДИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1.1. Метан ликвидированных угольных шахт в системе комплексного освоения углеметановых месторождений
1.2. Отечественный опыт в области извлечения метана на полях ликвидированных угольных шахт

1.3. Зарубежный опыт добычи и утилизации метана на полях закрытых угольных шахт

1.4. Экологические проблемы ликвидированных шахт

1.5. Проблемы метанобезопасности на подработанных территориях ликвидированных угольных шахт

1.6. Цель и задачи исследований

Выводы по главе
2. АНАЛИЗ ВОПРОСОВ МЕТАНОДОБЫВАЕМОСТИ НА ПОЛЯХ
ЛИКВИДИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
2.1. Исследования механизма разгрузки массива от горного давления при ведении очистных работ
2.2. Исследования процессов сдвижения пород и техногенного трещинообразования в горном массиве
2.3. Газодинамические процессы в выработанных пространствах ликвидируемых шахт
2.4. Изменение коллекторских свойств нарушенного горными работами массива и слёживаемость пород
2.5. Исследования механизма активизации сдвижений при многократной подработке горного массива
2.6. Анализ методик оценки остаточных ресурсов метана в отработанных горных блоках шахт

2.7. Аналитическая оценка притока метана в техногенный коллектор на основе математического моделирования процесса
массопереноса газа в углепородном массиве
Выводы по главе
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ПЕРСПЕКТИВНЫХ УЧАСТКОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА И ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАЛОЖЕНИЯ СКВАЖИН НА ПОЛЯХ ЛИКВИДИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
3.1. Обоснование критериев выбора перспективных участков извлечения метана из ликвидированных шахт
3.2. Разработка методики выбора перспективных участков извлечения метана из выработанных пространств ликвидированных шахт
3.3. Обоснование конструкции и параметров заложения скважин с поверхности в отработанные горные блоки шахт
3.4. Рекомендации по выбору интервалов перфорации скважин, пробуренных в выработанные пространства
3.5. Пример реализации результатов исследований в условиях ликвидированной шахты «Капитальная» Кузбасса
3.5.1. Разработка графоаналитической модели выработанных пространств шахты «Капитальная»
3.5.2. Выбор перспективных участков извлечения метана из выработанных пространств шахты «Капитальная»
3.5.3. Обоснование параметров заложения экспериментальных метанодобычных скважин на шахте «Капитальная»
Выводы по главе
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАНА ИЗ ВЫРАБОТАННЫХ
ПРОСТРАНСТВ ЛИКВИДИРОВАННЫХ ШАХТ
4.1. Экологический эффект извлечения и использования метана ликвидированной шахты «Капитальная»
4.2. Оценка экономической эффективности извлечения и утилизации метана из выработанных пространств с учётом реализации механизмов Киотского протокола (на примере ликвидированной
шахты «Капитальная»)
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 - Горно-геологические и горнотехнические условия
ликвидированной шахты «Капитальная» (Кузбасс) Приложение 2 - Диплом Всероссийской выставки НТТМ - 2006 за
творческий подход при создании научного проекта Свидетельство НТТМ - 2006 за проект «Добыча метана на полях ликвидированных угольных шахт» Приложение 3 - Диплом Кузбасского международного угольного форума
2006 за лучший доклад «Проект извлечения метана на шахте «Капитальная»
Приложение 4 - Диплом Кузбасского международного угольного форума
2007 о награждении МГТУ золотой медалью за лучший экспонат «Технология извлечения метана из выработанных пространств ликвидированных угольных шахт»
Приложение 5 - Патент на изобретение «Способ извлечения метана на полях ликвидированных угольных шахт»

теплового равновесия Земли, нарушенного техногенной деятельностью человека, является резкое снижение выбросов в атмосферу Земли именно угольного метана. Другие техногенные источники, такие как биогаз сельскохозяйственного происхождения, продукты сгорания традиционных углеводородных топлив для получения энергии труднее поддаются ограничению т.к. связаны с потерями, а шахтный метан является источником дополнительной энергии до сих пор бесполезно рассеиваемой в атмосфере.
1.5. Проблемы метанобезопасности на подработанных территориях ликвидированных угольных шахт
После завершения эксплуатации месторождений полезных ископаемых человек сталкивается с рядом негативных факторов, пагубно влияющих на окружающую природную и биологическую среду. Так, при подземной разработке угольных месторождений, в период и после ликвидации угледобывающего предприятия, неизбежно возникают такие проблемы, как техногенные землетрясения, вызванные естественным затоплением выработанного пространства шахт, загрязнение высокоминерализованными шахтными водами подземных водных бассейнов и поверхностных водоемов и другие. Но наиболее опасным фактором на территориях закрываемых шахт является именно газовый фактор: выделение на поверхность шахтных газов, содержащих взрывоопасные концентрации метана, удушающий углекислый газ, отравляющие окиси углерода и сероводорода, радиоактивный радон, имеющих при этом пониженное содержание кислорода.
При ликвидации угольной шахты, т.е. после прекращения ведения горных работ и остановки вентиляторов главного проветривания (ВГП), абсолютная величина общешахтных выбросов метана и др. рудничных газов в начальный момент времени снижается. Вместе с тем прекращается откачка воды, в результате чего уровень грунтовых вод повышается, и давление в горных выработках возрастает. Как следствие, шахтный газ начинает дренировать к дневной поверхности и поступать в атмосферу. Метан выделяется из различных источников, расположенных по всей поверхности