Обгрунтовано та досліджено комплекс геологічних критеріїв для Львівсько-Волинського басейну (ЛВБ), дотримання яких дає змогу здійснювати промислову розробку некондиційних вугільних пластів (н. в. п.) на базі технологій підземної газифікації вугілля (ПГВ). Нижня межа потужності вугільного пласта, технологічно придатного для ПГВ, - 0,2 м. Верхня - умовно прийнята 0,5 м через неможливість розробки шахтним способом. Побудовано 22 картосхеми розподілу потужностей н. в. п. Тяглівського родовища та проведено їх типізацію за наявністю ділянок заданої потужності. ПГВ-ділянка - частина неперервного вугільного пласта, локалізація ПГВ-ділянок здійснюється як регіональне та локальне виділення структурно-тектонічних блоків різного порядку. Пласти, у яких кількість води понад 1 кг на 1 кг вугілля газифікувати неможливо через ендотермічний ефект реакції. Ізоляція ПГВ-ділянки підтримується непроникними літологічними різновидами порід покрівлі та підошви. Доведено домінування аргілітів, алевролітів і вапняків у вміщуючих некондиційні пласти породах ЛВБ та досліджено закономірності розподілу основних літологічних різновидів покрівлі і підошви локалізованих ПГВ-ділянок башкирського ярусу поля шахти "Тяглівська N 1". За цього виявлено закономірності, а саме: відсутність у підошві ділянок н. в. п. вапняків і пісковиків, підошва ділянки здебільшого представлена одним, рідше - двома літологічними різновидами порід, а покрівля - двома, трьома та чотирма. З'ясовано, що температура плавлення мінеральних компонентів золи вугілля, а також порід покрівлі та підошви має бути більшою від температури синтезу, щоб запобігти закупорці прохідних каналів і огортанню вугілля. Досліджено хімічний склад окремих вугільних пластів ЛВБ щодо тугоплавкості. Якісними показниками вугілля, межові значення яких дозволяють здійснювати ПГВ, є: зольність (до 40 %), сірчистість (до 4,5 %), вихід летких компонентів (понад 20 %), аналітична вологість (частина загальної кількості води) і теплота згорання (понад 14,64 мДж/кг), у межах ЛВБ лише в поодиноких випадках сягають критичних значень.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий ефективний каталізатор газифікації малометаморфізованого вугілля України. Зазначено, що використання шлаків металургійних виробництв як каталізаторів дає змогу виключити стадії відділення каталізатора від золи та його регенерацію у разі газифікації, що призводить до зниження енергетичних і економічних витрат. Здійснено термодинамічний аналіз газифікації залежно від температури та тиску процесу, характеристики вугілля, типу та кількості дуття. Оптимізовано різні методи газифікації за критерієм питомих енерговитрат. Розроблено методику оцінювання ефективності застосування металургійних шлаків як каталізаторів газифікації, установлено закономірності впливу феросплавних шлаків на кінетику процесу, зокрема порядок реакції, енергію активації, передекспоненційний множник і константу швидкості. Визначено оптимальні параметри пароповітряної газифікації. З'ясовано вплив домішок металургійних шлаків на показники процесу. Рекомендовано застосовувати шлак, що одержується у процесі виробництва феронікелю. Виявлено, що введення шлаку феронікелю у кількості 6 мас. % під час газифікації дає змогу підвищити теплоту згоряння газу (до 15 %) і збільшити його вихід (на 7 %). За цього збільшується ступінь конверсії вугілля та коефіцієнт корисної дії процесу. Показано економічну ефективність використання металургійного шлаку у процесі виробництва генераторного газу або синтезу-газу.

  Скачати повний текст

Відзначено, що одним зі способів удосконалення підземної розробки вугілля може бути використання теплоносія підземних вод. Установлено, що найбільш точно режим відображається у разі урахування фазових перетворень даних вод. Обгрунтовано, що раціональна технологічна схема енергетичного модуля піземного спалювання вугілля (ПСВ) складається з компонентів, а саме: порідного теплообмінного робочого горизонту, розкриваючих каналів, які з'єднують робочий горизонт з поверхнею, рухомого теплоносія, технічного комплексу на поверхні. На підставі проведеного аналізу існучих типів енергоустановок показано, що турбокомпресори доцільні для використання у модулі ПСВ за низьких температур теплоносія.

  Скачати повний текст

Установлено домінувальні фізико-хімічні фактори, що визначають динаміку формування вуглеводневих зон у породах покрівлі підземного газогенератора й обгрунтовано технологічні заходи щодо видобутку рідких продуктів газифікації. Для обгрунтування параметрів гідродинамічного видобутку рідких вуглеводнів, акумульованих у покривних породах, використано комплексний підхід, який передбачає проведення аналізу фактичних даних про витоки газу на станціях підземної газифікації вугілля (ПГВ), фізичне моделювання динаміки фомування вуглеводневих зон, комплекс спеціальних лабораторних аналізів, математичне моделювання масопереносу продуктів газифікації. За результатами фізичного та математичного моделювання процесу ПГВ становлено закономірності нагромадження продуктів газифікації та визначено розміри та форму вуглеводних зон, що формуються у породах покрівлі підземного газогенератора. Обгрунтовано порядок розкриття та вигазовування ділянки вугільного пласта, який передбачає відбір рідких продуктів газифікації з вигазованого простору та дозволяє підвищити рентабельність і ефективність ПГВ.

  Скачати повний текст