Поисковые экспериментальные работы по добыче метана из выработанных пространств угольных шахт

При закрытии шахт в старых выработанных пространствах остается значительное количество метана. По прогнозам, объемы метана в выработанных пространствах угольной шахты в несколько раз превышают объем газа, выделившегося при добыче угля. В РФ нет опыта добычи метана из отработанных полей. Мировая практика подтверждает экономическую эффективность извлечения газа из закрытых шахт. Разработке технологии добычи метана из оставленных целиков угля на отработанных ранее выемочных участках и из старых выработанных пространств посвящена настоящая статья. Обоснованы точки заложения газодобывающих скважин в целике выемочного участка 24–61 шахты им. С.М. Кирова, отработанного несколькими годами ранее. Перед технологией гидрорасчленения целиков через скважины, пробуренные с поверхности, ставилась задача не только раскрыть трещины в целике для извлечения из угля сорбированного в нем метана, но и сбиться с выработанными пространствами для извлечения из них метана, находящегося в основном в свободном состоянии. Приведены фактические данные по реализованным параметрам гидродинамического воздействия на трех газодобывающих скважинах ГРП. Выявлен режим гидровоздействия на угольный пласт в условиях оставленного целика угля и расположенного вблизи выработанного пространства. Установлено, что технология ГРП с поверхности с апробированными параметрами позволяет обеспечивать сбойку скважины ГРП с выработанными пространствами для извлечения метана из последних, а также непосредственно из оставленных целиков. Проведенные работы имеют существенное экологическое значение, так как могут эффективно предотвращать выделение метана на поверхность на полях действующих, ликвидированных или закрытых шахт, что предусмотрено концепцией обеспечения метанобезопасности угольных шахт России.

Ключевые слова: экологические проблемы, выделение метана на поверхность, участки угольных пластов вблизи с выработанными пространствами, добыча метана скважинами с поверхности, гидродинамическое воздействие, технология извлечения метана из целиков и выработанных пространств, установленный режим закачки воды, достоверные экспериментальные данные.

Как процитировать:

Сластунов С. В., Мазаник Е. В., Садов А. П., Хаутиев А. Б.-М., Комиссаров И. А. Поисковые экспериментальные работы по добыче метана из выработанных пространств угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 5. – С. 134–145. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_5_0_134.

Благодарности:

Информация об авторах:

Сластунов Сергей Викторович — д-р техн. наук, профессор, ГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: slastunovsv@mail.ru,
Мазаник Евгений Васильевич — канд. техн. наук, советник генерального директора, АО «СУЭК-Кузбасс», e-mail: mazanikev@suek.ru,
Садов Анатолий Петрович¹ — канд. техн. наук, директор e-mail: sadovap@suek.ru,
Хаутиев Адам Магомет-Баширович¹ — канд. техн. наук, инженер-технолог, e-mail: khautievam@suek.ru,
Комиссаров Игорь Анатольевич¹ — заместитель главного инженера e-mail: komissarovia@suek.ru,
¹ Управление дегазации и утилизации метана, АО «СУЭК-Кузбасс».

 

Контактное лицо:

Сластунов С.В., e-mail: slastunovsv@mail.ru.

Список литературы:

1. Концепция обеспечения метанобезопасности угольных шахт России на 2006— 2010 гг. — М.: Изд-во МГГУ, 2006. — 17 с.

2. Baisheng Nie, Xianfeng Liu, Shaofei Yuan, Boqing Ge, Wenjie Jia. Sorption charachteristics of methane among various rank coals: impact of moisture // Adsorption. 2016, vol. 22, no. 3, pp. 315–325.

3. Sander R., Pan Z., Connell L. D. Laboratory measurement of low permeability unconventional gas reservoir rocks: a review of experimental methods // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2017, vol. 37, pp. 248—279.

4. Joseph J., Kuntikana G., Singh D. N. Investigations on gas permeability in porous media // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2019, vol. 64, pp. 81—92.

5. Huang Q., Wu B., Liu S., Wang G., Zhang Y. Coalbed methane reservoir stimulation using guar-based fracturing fluid: a Review // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2019, vol. 66, pp. 107—125.

6. Ютяев Е. П., Садов А. П., Мешков А. А., Хаутиев А. М., Тайлаков О. В., Уткаев Е. А. Оценка фильтрационных свойств угля в термодинамических испытаниях дегазационных пластовых скважин // Уголь. — 2017. — № 11. — С. 24—29.

7. Каркашадзе Г. Г., Коликов К. С., Мазаник Е. В., Сластунов С. В., Пащенков П. Н. Патент РФ на изобретение № 2630343. Способ определения пластового давления метана и сорбционных параметров угольного пласта. 07.09.2017.

8. Каркашадзе Г. Г., Хаутиев А. М-Б. Моделирование процесса дегазации угольного пласта через скважины с учетом геомеханических напряжений // Горный информационно-аналитический бюллетень. —2015. — № 2. — С. 235—243.

9. Каркашадзе Г. Г., Мазаник Е. В., Понизов А. В. Моделирование процесса гидравлической обработки и дегазации выбросоопасных угольных пластов при столбовой системе разработки с высокими нагрузками на очистной забой // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — СВ 1. — С. 90—101.

10. Временное руководство по заблаговременной подготовке шахтных полей к эффективной разработке скважинами с поверхности с пневмогидровоздействием на свиту угольных пластов. — М.: МГИ, 1991. — 92 с.

11. Сластунов С. В., Мешков А. А., Мазаник Е. В., Комиссаров И. А. Анализ режимов нагнетания рабочей жидкости при применении технологии подземного гидроразрыва // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 10. — С. 110—117. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-10-0-110-117.

12. Пучков Л. А., Сластунов С. В., Каркашадзе Г. Г., Коликов К. С., Борисенко А. В. Патент РФ на изобретение № 2393353. Способ извлечения метана на полях ликвидированных угольных шахт. 2010. Бюл. № 18.

13. Борисенко А. В. Обоснование параметров заложения метанодобывающих скважин в отработанные горные блоки ликвидированной шахты «Капитальная» / Сборник научных трудов: Создание технологий извлечения и использования ресурсов метана угольных пластов на шахтных полях. — М.: МГГУ, 2006. — С. 54—61.