Научное обоснование и разработка технологических решений по повышению безопасности горных работ на базе эффективной дегазации с утилизацией метана на основе газогидратных процессов

• Автор: Королева, Валентина Николаевна
• Шифр специальности: 05.26.03, 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 434 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ способов дегазации угленосной толщи

1.2. Опыт извлечения шахтного метана из неразгруженных

угольных пластов

1.3. Представления о фильтрационной структуре угля

1.4. Газовые гидраты. Обзор теплофизических свойств гидратов

природных газов и кинетика гидратообразования

1.5. Обзор экспериментальных данных по процессам и аппаратам

газогидратных технологий

1.6. Цель, задачи и методы исследований

1.7. Выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ
УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД
2.1. Исследование проницаемости угля в зависимости от условий
фильтрации и рода текучего
2.2. Исследование анизотропии фильтрационных свойств
угольных пластов
2.3. Определение коллекторских свойств угольных пластов по
гидродинамическим испытаниям на скважинах
2.4. Выводы по главе
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИИ ПО ВЫБОРУ
ЖИДКОСТЕИРАСТВОРИТЕЛЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ
3.2.
3.4.
3.6.
3.8.
3 4.
СОСТАВЛЯЮЩЕЙ УГЛЯ И СВЯЗУЮЩЕГО ЦЕМЕНТА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД
Обоснование выбора комплексонов в качестве жидкостейрастворителей минеральной составляющей угля и связующего цемента пород при гидрорасчленении угленосной толщи
Изучение влияния водных растворов комплексонов на физикохимические свойства угля и породы Исследование изменения фильтрационных свойств угля под воздействием водных растворов комплексонов Исследование изменения прочностных свойств породы под воздействием водных растворов комплексонов и карбамида Исследование изменения сорбционных свойств углей, обработанных водными растворами комплексонов Исследование изменения деформационных свойств углей, обработанных водными растворами комплексонов Исследование изменения структуры угля под воздействием водных растворов комплексонов
Исследование влияния добавок комплексонов на изменение прочности и срока твердения тампонажного цемента Результаты шахтного эксперимента по воздействию водных растворов комплексонов на минеральную составляющую угля и изменение газодинамического состояния угольного пласта
Выводы по главе
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ НА БАЗЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ДЕГАЗАЦИИ Технологические схемы заблаговременной подготовки угленосной толщи для эффективного извлечения шахтного
газа при разработке угольных месторождений
4.2. Технологическая схема многостадийного воздействия
4.2.1. Гидрорасчленение пласта Ьб с цементацией пород кровли
4.2.2. Гидрорасчленение платовспутников Ьз, Ью и Ьвю.
4.3. Выводы по главе
5. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ
УТИЛИЗАЦИИ ШАХТНОГО МЕТАНА ИЗ ДЕГАЗАЦИОННЫХ МЕТАНОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ГАЗОГИДРАТНЫХ ПРОЦЕССОВ
5.1. Научное обоснование и оценка возможности утилизации шахтного метана газогидратным способом
5.2. Разработка способов утилизации шахтного метана из дегазационных метановоздушных смесей и деминерализация шахтных вод на основе газогидратных процессов
5.2.1. Анализ состава шахтного газа, извлекаемого из шахт различными способами дегазации и анализ химического состава шахтных вод
5.2.2. Экспериментальные исследования газогидратного процесса деминерализации шахтных вод
5.2.3. Методика расчета условий гидратообразования метановоздушных смесей различного состава с помощью констант равновесия
5.2.4. Схемы разделения смеси метанвоздух
5.2.4.1 Технологическая схема с выдачей газообразного метана
5.2.4.2 Технологическая схема с выдачей ожиженного метана
5.2.5 Опреснитель соленой шахтной воды приставка к газогидратному разделителю смеси метанвоздух
5.2.6 Разработка вариантов двухцелевой технологической схемы разделения шахтной метановоздушной смеси на основе газогидратных процессов
5.2.7. Тепловой расчет технологической схемы разделения шахтной метановоздушной смеси 5.2.8 Разработка комбинированной технологической схемы извлечения метана из шахтных дегазационных метановоздушных смесей
5.2.8.1. Трехцелевая схема разделения смеси метанвоздух и опресненияразделения соленой шахтной воды
5.2.9. Повышение выхода метана при разложении газовых гидратов на основе процесса ректификации
5.2.9.1. Принцип газогидратной ректификации
5.2.9.2. Методика расчета и расчет газогидратной ректификационной колонны
5.3. Оценочный расчет основных показателей газогидратного разделителя метановоздушной смеси и подбор оборудования для комбинированной схемы трехцелевого назначения
5.4. Выводы по главе
6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ
МЕТАНА ИЗ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СТРУЙ ШАХТ
6.1. Состояние и проблемы извлечения метана из вентиляционных струй шахт
6.2. Сорбционные процессы, анализ и выбор сорбентов метана
6.2.1. Получение сорбентов из углеродсодержащих отходов
6.3. Технологические решения по извлечению метана из вентиляционных струй шахт на основе комбинирования сорбционных и кристаллизационных процессов
6.3.1. Расчет технологической схемы установки трехцелевого назначения для извлечения метана из вентиляционной струи шахты и основные показатели
6.3.2. Подбор оборудования для извлечения метана из вентиляционного шахтного воздуха
6.4. Выводы по главе
7. МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ИЗ УГЛЕНОСНОЙ ТОЛЩИ
7.1. Анализ существующих методик оценки экономической эффективности заблаговременного извлечения метана из угленосной толщи
7.2. Номенклатура необходимых стоимостных параметров дегазации
7.3. Принципиальный методический подход к оценке экономической эффективности добычи метана из угленосной толщи
7.4. Выводы по главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. Газовые гидраты. ЛН, кДжмоль 0
0
С,Н. Рис. Рис. Ан. АУ изменение объема воды при ее переходе в гидрат из гидрата. ДУ. ДН1 ,1 кДжмоль ДН ,0 кДжмоль. С п молярное отношение воды и газа в гидрате. Теплоемкость гидратов один из основных термодинамических параметров, определяющих технологию их накопления, разрушения, структурные характеристики и т. Теплоемкость гидратов зависит от состава и типа гидрата, давления и температуры. Теплоемкость любого вещества может быть определена двойным дифференцированием его свободной энергии по температуре при постоянном объеме. В таблице 1. Девидсона 0 значения теплоемкостей гидратов ряда компонентов.