Шахтный метан как сырье

Источник: ИУУ СО РАН

В конце мая Госдума РФ приняла в первом чтении проект федерального закона № 63160-5 «О внесении изменений в Федеральный закон «О государственном регулировании в области добычи и использования угля, об особенностях социальной защиты работников организаций угольной промышленности» и Закон Российской Федерации «О недрах» (в части введения условий по проведению обязательной дегазации шахт)».

Председатель комитета Госдумы РФ по энергетике Юрий Липатов, представляя законопроект на пленарном заседании, заявил, что «действующие Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-006) носят рекомендательный характер. Мировая же практика устанавливает допустимый порог газоопасности угольных пластов на законодательном или нормативном уровне. Такой подход обязывает собственников перед ведением горных работ удалить основную массу газа из горной выработки. В этом контексте авторы законопроекта ставят правильный вопрос о введении дегазации в закон прямого действия, обеспечивающий на российских шахтах взрывобезопасные условия труда, сохраняя в будущем самое дорогое – жизнь шахтеров».

Метан как фактор риска

Ни для кого не секрет, что причиной ужесточения законодательства по угольному метану стал взрыв метана на одной из крупнейших шахт России «Распадская», приведший к многочисленным жертвам среди шахтеров и выходу шахты из строя (по разным оценкам, от года до полутора лет). Это уже повлекло за собой значительное снижение поставок коксующих углей российской металлургии и за рубеж. Цены на этот вид продукции пошли вверх. На восстановление шахты может потребоваться до 200 млн. долларов. Конечно, такие аварии случаются по всему миру и довольно часто. Достаточно упомянуть апрельский взрыв метана на шахте в Западной Вирджинии, повлекший гибель 29 американских шахтеров. Угольный метан – субстанция коварная, и предугадать его поведение трудно.

Сами шахтеры неохотно говорят о случившемся, и даже мои неоднократные попытки разобраться в проблеме утилизации шахтного метана именно под углом зрения аварии, которая произошла накануне 9 мая, не дали результата. Технологии добычи и утилизации шахтного метана разработаны «Газпромом» и в кемеровском Институте угля и углехимии. Правда, в беседе со мной глава института профессор Вадим Потапов предупредил, что их технология не применяется для очищения шахт от метана. Она предназначена именно для утилизации метана, который поступает из шахт. Более подробно с этой технологией мне удалось познакомиться на международной конференции «Реализация энергоэффективности в регионах России».

С одной стороны, метан – опасный газ, который может взорваться и выбросы которого в атмосферу увеличивают парниковый эффект. Кстати, шахты осуществляют экологические платежи за выбросы метана.

А эти выбросы достигают по России 2000 и более млн. куб. м (см. график). С другой стороны, угольный метан представляет собой ценное энергетическое сырье, пригодное для выработки тепловой и электрической энергии, которая может использоваться для собственных нужд шахт и поставляться другим потребителям.

Ясно одно, что чем больше метана будет извлечено из шахт, тем меньше при прочих равных условиях будет расти его концентрация и соответственно угроза взрыва в самих шахтах. Основная часть угля, добываемая на шахтах Кузбасса, вывозится за пределы региона. Кемеровская область ежегодно потребляет около 1,5 млрд. куб. м природного газа, который в основном используется в металлургической и химической промышленности и поступает в Кузбасс из Тюменской области.

Шахтный метан может заменить природный газ, традиционно используемый различными отраслями промышленности, а также часть угля при производстве тепла и электроэнергии.

Источник: ИУУ СО РАН

Проблема переработки

В угледобывающих странах мира – США, Австралии и Великобритании успешно выполняются коммерческие проекты извлечения и утилизации шахтного метана. В этих проектах шахтный метан подается в магистральные газопроводы, используется для совместного сжигания с углем в котельных, для производства тепловой и электрической энергии, а также в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах. В Печорском угольном бассейне дегазационный метан в течение многих лет используется в шахтных котельных. В Кузбассе в 2007–2009 годах успешно реализован ряд проектов переработки шахтного метана. При соответствующем инвестировании, включая поставку оборудования и техническую подготовку персонала, проекты утилизации шахтного метана могут получить широкое развитие в угледобывающих регионах России.

Технические параметры

Для извлечения метана из шахт на сегодня существуют методы, разработанные в Институте угля и углехимии совместно с кемеровской компанией UgleMetan. Для этого бурятся дегазационные скважины с поверхности или в районе горных выработок. Метан извлекается вакуум-насосами и подается на газогенераторную станцию. Однако пока в Кузбассе отечественные разработки остаются на опытной стадии. Так, на сегодняшний день проведены приемочные (эксплуатационные) испытания опытного образца блочно-модульной котельной МКУ-В-0,7 (ОАО «Бийский котельный завод»), работающей на шахтном метане. По заключению Ростехнадзора, после утверждения акта приемки и протокола испытаний котельная введена в промышленную эксплуатацию на ООО «Шахта «Красногорская» (ОАО «СДС-Уголь», г. Прокопьевск). Котельная МКУ-В-0,7 с установленной мощностью 0,7 МВт предназначена для получения до 0,7 МВт (0,6 Гкал/ч) тепла при нагревании сетевой воды от 700С до 1100С и рабочем давлении на выходе из котла 0,6 МПа (6,0 кг-с/кв. см). Вырабатываемое тепло используется для подогрева воды в административно-бытовом комбинате шахты. Экономическая эффективность разрабатываемых проектов утилизации шахтного метана улучшается при реализации механизмов Киотского протокола.