УДК 622.278.06: 662.746.6 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-3-90-99
ЗАКОРШМ ЕННЫЙ И. М., КУБРИН С. С., ЯНЧЕНКО Г. А.
При переходе горных работ на большие глубины, в более сложные горно-геологические условия,
возрастает риск аварий, связанных с простоями, поломкой или утратой горно-технологиче-
ского оборудования, возможными травмами и человеческими жертвами. В последние годы вы-
полняется «Комплексная программа поэтапной ликвидации убыточных шахт, расположен-
ных на территории городов Прокопьевска, Киселевска, Анжеро-Судженска, и переселения
жителей с подработанных территорий». В Программу попали 12 шахт, при этом некоторые
из них являются градообразующими. Представляется перспективным для отработки остав-
шихся запасов угля использовать технологии, предусматривающие термическую переработку
угля в месте его залегания с помощью подземной газификации. Экономическая эффективность
работы подземного газогенератора зависит от многих факторов: геометрических, технологи-
ческих, технических параметров; марки угля и его физико-химических свойств, которые в той
или иной мере характеризуют показатели материального баланса процесса сжигания угля
в подземных условиях. Для конкретного вида угля разработаны подходы к расчету показателей
материального баланса при сжигании угля. Однако достоверные данные о некондиционных
запасах и запасах в маломощных пластах практически отсутствуют. Статья посвящена
разработке схемы расчета показателей материального баланса процесса сжигания угля в под-
земных условиях, когда отсутствует требуемый объем исходных данных. Проведен анализ
существующих подходов, выявлены их достоинства и недостатки. Получены соотношения,
связывающие объем сухого воздуха, объем продуктов сгорания, объем паров воды с теплотой
сгорания угля и с учетом марочного состава. Анализ точности расчетов объема продуктов
сгорания по полученной формуле на основе данных натурных экспериментов показал, что сред-
няя погрешность составляет 1,5 %, а наибольшая не превышает 5 %. Полученная схема мо-
жет быть использована при расчете показателей материального баланса процесса сжигания
угля в подземных условиях для ликвидируемых шахт согласно «Комплексной программе».
К л ю ч е в ы е с л о в а : подземный газогенератор; подземное сжигание угля; материальный
баланс сжигания угля; объем воздуха для сжигания; элементный состав угля; объем продуктов
сгорания; влагосодержание; температура сгорания; объем паров воды.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Крейнин Е. В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топ-
лив: уголь, углеводородное сырье. М.: ИРЦ Газпром, 2004. 302 с.
2. Ржевский В. В. Проблемы горной промышленности и комплекса горных наук. М.: Ладья,
1991. 244 с.
3. Vyas D. U. and Singh R. P. Worldwide developments in UCG and Indian initiative. Proc. Earth
Planet Sci. 2015. Vol. 11. P. 29–37.
4. Greg Perkins, Ernest du Toit, Greg Cochrane, and Grant Bollaert Overview of underground coal
gasification operations at Chinchilla, Australia. Energy sources, part A: Recovery, utilization, and environmental
effects 2016. Vol. 38. No. 24. P. 3639–3646.
5. Прошунин Ю. Е., Потурилов А. М. О перспективах и направлениях развития технологии
подземной газификации каменных и бурых углей // Кокс и химия. 2016. № 10. С. 11–22.
6. Белов А. В., Гребенюк И. В., Кинаев Н. Н., Бабаев А. Ю. Перспективы применения техно-
логии подземной газификации в условиях угольных месторождений Дальнего Востока России //
ГИАБ (научно-технический журнал). 2015. № S7-31. С. 14–20.
7. Качурин Н. М., Богданов С. М., Воробьев С. А., Васильев П. В. Перспективы восстановле-
ния и комплексного развития Подмосковного буроугольного бассейна // Горный журнал. 2016. №
2. С. 30–35.
8. Закоршменный И. М., Кубрин С. С. Расчет диффузии кислорода к углеродной стенке с помощью дробной производной Летникова // Изв. вузов. Горный журнал. 2016. № 6. С. 105–115.
10. Liu S., Qi C., Zhang S., Deng Y. Minerals in the ash and slag from oxygen-enriched underground
coal gasification. Minerals, 2015. Vol. 11. 27 p.
11. Duan T. H., Lu C. P., Xiong S., Fu Z. Bin, and Chen Y. Z. Pyrolysis and gasification modelling of
underground coal gasification and the optimization of CO2 as a gasification agent. Fuel, 2016. Vol. 183.
Р. 557–567.
12. Равич М. Б. Топливо и эффективность его использования. М.: Наука, 1971. 358 с.
13. Расчеты нагревательных печей / под ред. Н. Ю. Тайца. Киев: Техника, 1979. 540 с.
14. Корницкий С. Я. Унификация паровых котлов. М.: Госэнергоиздат, 1947. 132 с.
15. Пеккер Я. Л. Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива (обоб-
щенные методы). М.: Энергия, 1977. 256 с.
16. Панин В. И. Справочное пособие теплоэнергетика жилищно-коммунального хозяйства.
М.: Стройиздат, 1970. 415 с.
17. Равич М. Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. Теплотехнические расчеты
по обобщенным константам продуктов горения. М.: Наука, 1964. 366 с.
18. Селиванов Г. И., Закоршменный И. М., Янченко Г. А. Анализ извлечения энергии при под-
земном сжигании угольных охранных целиков газогенератора № 15 Южно-Абинской станции
«Подземгаз» // Защита окружающей среды при разработке угольных месторождений: сб. статей.
Караганда: Карагандинское обл. правление Союза научн. и инж. обществ СССР, 1991. С. 32–42.
19. Закоршменный И. М., Янченко Г. А. Определение области эффективного использования
технологии термохимической переработки оставленных запасов угля с получением электрической
энергии // Тез. докл. отчетной конф.-выставки по подпрограмме «Топливо и энергия» науч.-техн.
программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники». М.: МЭИ, 2001. С. 132–133.
