Газ із вугілля — тут і тепер

Вугілля ще не одне десятиліття може посідати гідне місце у світовій енергетиці. Тільки треба його використовувати максимально раціонально, економно й екологічно із застосуванням сучасних техпроцесів переробки — свердловинної підземної газифікації вугілля. Спільні розробки українських і польських учених — краще підтвердження цьому.

Співробітництво вчених Національного гірничого університету (Дніпропетровськ), Головного інституту гірничої справи (Катовіце) і Польського дослідного інституту радикальних технологій (Варшава) почалося у 2004 році із зустрічі на Українсько-польському гірничому форумі в Ялті. Незабаром визначилася проблематика спільних досліджень — розробка тонких вугільних пластів і підземна газифікація. Ці напрямки актуальні для обох країн, де є енергетичний дисбаланс: нафти майже нема, газу теж обмаль, зате вугілля, кам’яного й бурого, багато. Але поки що Україна виробляє з нього лише 32—38% енергії. Це пов’язано з низькою якістю енергетичних марок вугілля, ціновою та промисловою політикою, згортанням розробки великих буровугільних запасів.

— Саме для наших умов конче потрібне використання «безлюдних» технологій в очисних вибоях шахт, — говорить завідувач кафедри підземної розробки родовищ (ПРР) Національного гірничого університету, професор, доктор технічних наук Володимир Бондаренко­. — Поки передові технології стругового й бурошнекового видобування вугілля лише на якийсь час і частково вирішують цю проблему. Ми разом з європейськими колегами вважаємо, що новим напрямом технологічних інновацій у видобутку й комплексній переробці твердого палива є свердловинна підземна газифікація вугілля (СПГВ). Продукти­ згоряння газів ПГВ не містять окису вуглецю, твердих частинок, сірчистого ангідриду, а окислів азоту — дуже мало. Досить перспективне використання газів і продуктів газифікації вугілля в хімічній промисловості для одержання сірки, аміаку й метанолу.

Газ СПГВ набагато дешевше природного, не потребує додаткової підготовки і є енергоресурсом для одержання теплової та електричної енергії­ безпосередньо на місці видобутку — станції «Підземгаз». Підземна газифі­кація передбачає­ лікві­дувати важку й небез­печну працю шахтарів, задіяти для переробки запаси вугілля, сконцентровані в некондиційних пластах і покладах, розташованих у складних гірничо-геологічних умовах, розробка яких неможлива або не­ефективна.

Над одержанням рідких і газо­подібних вуглеводнів з вугілля на його родовищах працювало не одне покоління вітчизняних і зарубіжних учених — гірників і хіміків. Уперше ідею підземної газифікації твердого палива було висунуто ще в 1880 році Д. Менделєєвим. А перший проект реалізації цієї теорії запропонував у 1912-му британець Вільям Рамсей, але втілити його не вдалося. У 20-х роках ХХ століття засновник наукової школи ПГУ в Дніпропетровську ­Олександр ­Митрофанович Терпигорєв сформулював основні принципи роботи підземних газогенераторів. Він же брав найактивнішу науково-технічну участь у будівництві та промисловій експлуатації перших станцій «Підземгаз» в Україні — на Лисичанському кам’яновугільному родовищі. 

Однак історія, навіть славна, — це все-таки минуле, а сьогоденню й майбутньому потрібні інновації. Тому на кафедрі ПРР Національного гірничого університету сьогодні ведуться розробки оригінальних технологій СПГВ й новітніх конструкцій підземного газогенератора зі штучною герметизацією порід та ефективною, мобільною адаптацією­ до ­зміни гірничо-геологічних умов. Уже створені технологічні схеми когенераційного підприємства з виробництва електричної, механічної та теплової енергії від одного джерела палива — генераторного газу СПГВ на базі вільно-поршневих агрегатів і акумуляторів тепла. Ученими НГУ розроблені модернізовані техпроцеси газифікації малопотужних, тонких вугільних пластів в умовах шахт із виробництвом електро- і теплоенергії на місці ПЗВ, комплексного видобутку й переробки хімічних ­речовин із вугілля на промисловому майданчику шахти.

Як розповів доцент кафедри­ Володимир Фальштинський, науково-технічна кооперація­ із­ західними колегами вже дає реальні плоди. Із 2007 року в країнах ЄС реалізується­ спільний проект «HUGE: Воднево-орієнтована підземна газифікація для Європи». У ньому беруть участь учені НГУ разом із польськими, німецькими, бельгійськими та англійськими фахівцями, бюджет НДДКР становить понад Ђ3млн. У 2009 році на дільниці польської шахти «Барбара» запущена стендова установка підземного газогенератора, розроблена технологічна схема відпрацьовування запасів вугілля з тонких і трудомістких пластів.

Для України на базі наукових результатів кафедри ПРР фахівці проектного інституту­ Дніпрогіпрошахт розробили три­ проекти станцій «Підземгаз»: для бурого вугілля — на ­Синельниковському й Монастирщинському буровугільних родовищах, для кам’яного вугілля — в об’єднанні «Павлоградвугілля». Справа за малим — утілити ці проекти в життя, позбавивши країну горе­звісної нафтогазової залежності.