Вчені та фахівці донецької шахти імені Засядька готові допомогти розв’язати проблему з метаном у Кузбасі. Проте вітчизняні вугільники поки що не мають економічної зацікавленості в таких проектах.

Три роки тому назва орендного підприємства «Шахта імені Засядька» не сходила зі сторінок газет — після великих аварій, внаслідок яких загинули 106 осіб. Сьогодні до вугільного підприємства знову прикуто увагу. Цього разу — фахівців, які хочуть перейняти досвід боротьби з метаном. Адже цей невидимий ворог залишається одним із головних чинників небезпеки і у вітчизняній, і у світовій вугільних галузях. Зокрема, під час міжнародного семінару, який відбувся на базі шахти, досягнуто домовленості про те, що «засядьківці» допоможуть Кузбасу розв’язати проблему із метаном. А робоча група у складі російських, українських та німецьких фахівців вивчить результати досліджень та підготує висновок і загальні рекомендації для всіх вугільних підприємств басейну.

Понад три чверті метану потрапляє в атмосферу

Відродження вугільної промисловості України можливе лише за рахунок концентрації гірничих робіт та підвищення обсягів видобутку вугілля. Наявні техніка та технології дають змогу реалізувати цю програму. Однак під час розробки газоносних вугільних пластів видобуток палива гальмується так званим газовим чинником, коли темпи дегазації відстають від темпів видачі вугілля на-гора. Наявні дегазаційні системи відстають від потреб часу. Як наслідок — безпека робіт знижується, підвищуються вимоги до ефективності та надійності вентиляції, можливості якої обмежені. З точки зору фахівців, каптування (уловлювання) метану та виведення газу на поверхню значно безпечніше та дешевше, ніж розведення його повітрям та транспортування гірничими виробками. На вітчизняних шахтах здебільшого задіяна друга схема. Тоді як перша дає змогу використовувати енергоносій і частково компенсувати витрати на дегазацію.

Середній видобуток вугілля у газоносних шахтах, на яких застосовують дегазацію, збільшився в 1,9 разу, а ефективність дегазації — лише в 1,13 разу.

«На більшості шахт Донбасу, з найбільшими включно, продуктивність дегазаційних систем не відповідає навантаженням на очисні вибої, — каже директор шахти імені Засядька Ігор Єфремов. — Навіть у тих копальнях, де є дегазація, понад три чверті метану не використовують, а викидають в атмосферу. Це знижує безпеку та погіршує екологічну ситуацію в регіоні».

Шахта імені Засядька — найзагазованіша на Донбасі, тож досвід саме цього вугільного підприємства становить інтерес для всієї галузі. На підприємстві виконано докорінну реконструкцію дегазаційної системи, споруджені чотири вакуум-насосні станції, нова система газопроводів загальною довжиною близько 40 кілометрів, як і прокладено магістральні та ділянкові газопроводи. За словами директора, всі ці заходи дали змогу підвищити ефективність комплексної дегазації пластів-супутників та виробленого простору на виймальних ділянках до рівня понад 80 відсотків.

Безпека плюс екологія плюс нетрадиційне джерело енергії

Про використання шахтного метану пишуть багато, але здебільшого теоретично. Адже практичного досвіду в нашій країні майже немає, а зарубіжний не завжди підходить до гірничо-геологічних умов українських гірників. Тому висновки, яких дійшли протягом восьмирічної роботи на найбільшій донецькій шахті, привертають увагу широкого кола фахівців. Наприклад, думка про те, нібито газ можна брати, просто пробурюючи свердловини з поверхні, далека від дійсності. Хоча для дегазації виробленого простору на шахті й використовують вертикальні свердловини, пробурені з поверхні. Вони розташовуються із інтервалом 300—350 метрів.

«Дебіт таких свердловин нерівномірний у часі та пов’язаний із умовами їхнього виробітку, — зазначає Ігор Єфремов. — Враховуючи високу вартість спорудження та нестабільну роботу, вважаємо, що дегазація з допомогою свердловин, пробурених із поверхні, доцільна лише в комплексі із підземною дегазацією вуглепородного масиву та виробленого простору». Досліджуючи поведінку вугільних та породних пластів, гірники змогли сформулювати кілька наукових висновків. Адже не секрет, що процеси, які відбуваються на глибині 1—1,5 кілометра (а на таких глибинах українські шахтарі тепер видобувають паливо), слабко вивчені й потребують постійного моніторингу. Дослідження, проведені шахтою імені Засядька спільно із науковими інститутами, дали можливість розробити науково обгрунтований метод проектування та впровадити технологію комплексної дегазації високопродуктивних лав. Порівняно із рекомендованими раніше схемами, нова технологія збільшує ефективність дегазації покрівлі пласта в 1,5—1,9 разу.

Крім того, з’ясовано, що вміст метану в каптованому газі напряму залежить від технології дегазації. Свердловини, пробурені з поверхні, вилучають газ із вмістом метану 90—95 відсотків, пробурені з виробок — понад 25—60 відсотків, відведення газопроводу, залишеного у виробленому просторі, — до 10—40 відсотків. Ефективність комплексної дегазації виймальної ділянки становить 80—93 відсотки. «Розроблені технологічні схеми комплексної дегазації дали змогу підвищити безпеку ведення очисних робіт, збільшити навантаження на очисний вибій, а також вказали шлях отримання нетрадиційного джерела енергії — шахтного метану», — зазначив директор.

З 2004 року на шахті впроваджують проект із використання шахтного газу для заправки автомобілів і вироблення теплової та електричної енергії. Газ, отриманий зі свердловин, пробурених із поверхні, використовують для заправки автомобілів. За словами заступника генерального директора шахти із впровадження нових технологій та комплексного розвитку Бориса Бокия, після збільшення обсягу видобутку такого газу підприємство збирається придбати ще три компресорні станції. Обсяг утилізації доведуть до 10 мільйонів кубометрів метану на рік. Крім того, на шахті споруджено когенераційну установку, яка працює на метані й складається із дванадцяти модулей загальною потужністю 35 мегават теплової та 36,4 мегавата електричної енергії. Наступного року підприємство має намір спорудити ще одну установку на іншому промисловому майданчику. «Ці роботи є початком не лише нового напрямку підвищення безпеки та поліпшення умов праці гірників вугільних шахт, а й поліпшують стан екології вугільних регіонів та надають джерело отримання альтернативної енергії», — зазначає Борис Бокий.

Зниження вмісту метану в шахтній атмосфері зводить до мінімуму потенційну можливість вибухів та поліпшує техніку безпеки праці. Це дає змогу прискорити проведення підготовчих виробок, збільшити навантаження на очисний вибій та наростити обсяг видобутку палива. Крім того, виробництво власної електроенергії із метану поліпшує економічні показники роботи шахт. Тому представники вугільних підприємств виявляють зацікавленість у «метанових» проектах.

Водночас фахівці констатують: стимулів для розвитку цього напрямку у країні майже не створено. Наприклад, електроенергію, вироблену на когенераційній установці із метану, не купують за «зеленим» тарифом. Парадоксально, але встановлювати вітряки в донецькому степу сьогодні вигідніше, ніж використовувати шахтний метан. Останній, виходить, дешевше викидати в повітря, як це робиться десятиліттями.

На знімках: у диспетчерській вакуум-насосної станції ведеться моніторинг параметрів метану.

Фото Івана КОЛПАКА.