CC BY
23
" ' ^ • Б. И. Кондырев, А. Н. Иванов, И. В. Гребешок
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УТЕЧКАМИ ГАЗА ИЗ ПОДЗЕМНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА И МЕРЫ ПО ИХ СНИЖЕНИЮ
Массив горных пород или геотехническое пространство, где осуществляется процесс газификации, обычно включает несколько пластов пород и полезного ископаемого и характеризуется трещиноватостью, слоистостью, пустотами, зонами концентрации напряжений и разгруженных участков.
Для ПГУ одним из важнейших свойств горных пород является трещиноватость. Уголь в пластах всегда в той или иной степени разбит трещинами, которые связаны с происхождением угольного пласта и образовались поп действием тектонических сил и ведения горных работ. В целом, в каждом конкретном случае это сложная система трещин, наклоненных в разные стороны, различной пустоты и образующих в пласте различные формы отдельности. Породы, вмещающие пласт, в большей степени обломочного происхождения песчано-глинистого состава имеют свою систему трещин, зависящую от литологического состава, глубины залегания и тектоники месторождения. Например, трещиноватость характеризуется раскрытием трещин от 10"7 см до I см, при длине их от 10 ' до десятков, а иногда и сотен метров [ 1 ].
Горные породы и угольные пласты обладают способностью пропускать сквозь себя жидкости и газы. т-
Трещиноватость пород, окружающих газогенератор, значительно возрастает при ведении горных работ (выгазовывании полезного ископаемого). В период газификации угля происходит обрушение боковых пород и значительное развитие трещиноватости в окружающих газогенератор породах. <
Рис. X . За1ря*нение горного масс и на и окружающей среды утечказии из.
подземного газогенератора:
I - г*л%ет углн; 2 - Подземный Э - иодояосный триэокг; А - $ггеч*ш г*за; $ к«тет»-
тьпшьм сжлажямм; 6 - гаюствояящие сиижини; 1 ■ систем» очяти пи»»
Естественно и искусственно созданная трещиноватость служит каналом, по которому происходит движение как полученного газа, так и дутья сбоечного и подаваемого в газогенератор на
рабочий процесс газификации. Обычно в газогенераторе поддерживается избыточное давление 0,08 -0,12 МПа, поэтому часть дутья и газа по трещинам во вмещающих породах может выходить на поверхность земли и фильтроваться в горные породы. Таким образом, потери газовой фазы представлены дутьем и газом, который является фактором, загрязняющим атмосферу станции "Подземгаз'1 (рис. 1).
Утечки газа из подземного газогенератора можно рассчитать по уравнению [2]: .. ^
. Г _ 100(1 -Г,) - ■: ^ '" ' ---Л, • /0" .....
л ' '.....'■•■■■
;^ -V—......
где Гп - подземные потери газа;
Гв - количество валового газа, полученное при расходе соответствующего количества дутья,
м3:
Д - количество израсходован но г о дутья, м3;
Ыд - содержание азота в дутье, объемные проценты: j ^r, ,
Nr - содержание азота в газе, объемные проценты;
Установлено, что при прочих условиях абсолютная величина потерь пропорциональна разности квадратов среднего давления в подземном газогенераторе и атмосферному давлению в мегапаскалях. Таким образом, на величину утечек, загрязняющих воздушный бассейн, влияют давление в газогенераторе, размеры выгазованного пространства, расстояние от выгазованного пространства до контура рассеяния, мощности отрабатываемого пласта. Практически величина утечек зависит от многих факторов и составляет 5 - 10% от объема выработанного газа. Атмосферный воздух на станциях "Подземгаз" загрязняется также и через отрывы колонн вертикальных скважин подземного газогенератора.
Необходимо учитывать также выбросы некондиционного газа в атмосферу и случаи разгерметизации газогенератора, которые приводят к значительному загрязнению атмосферы газами ПГУ. Попадая на поверхность, вредные компоненты газа ПТУ ухудшают медико-санитарную обстановку, придают воздуху специфический неприятный запах.
В процессе эксплуатации станций "Подземгаз" определены основные направления по снижению объема вредных утечек газа из подземного газогенератора. Рекомендуется выбирать пласты для газификации, имеющие в кровле мало проницаемые породы (глины, алевролиты, аргиллиты), причем их мощность должна быть не менее двух мощностей пласта. В почве пласта также желательны глинистые породы мощностью не менее 1 - 2 м.
Выгазовыаание угля в газогенераторе должно идти при минимальном избыточном давлении. Около поверхности и между газогенераторами должны оставаться целики угля. Значительно снижаются утечки при увеличений глубины выгазовывания угольного пласта.
Применение рассмотренных мероприятий позволяет снизить утечки газа и улучшить санитарное состояние атмосферы станции. - ^ ^
ЛИТЕРАТУРА
1. Ямщиков B.C. Контроль процессов горного производства: Учеб. для вузов. - ML: Недра, 1989.-446 с, ил.
2. СкафаП-В. Подземная газификация углей. - М.: Госгортехиздат, 1960. - 340 с. ^
