Звіт по науково-дослідній роботі. Саїк Павло Богданович. Наукове обґрунтування та розробка енергоефективних маловідходних технологій видобування вуглеводневої та мінеральної сировини .

Реєстраційний номер

0218U007058, 0116U008041 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Наукове обґрунтування та розробка енергоефективних маловідходних технологій видобування вуглеводневої та мінеральної сировини .

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Саїк Павло Богданович, Кандидат технічних наук

Дата реєстрації

13-12-2018

Організація виконавець

Національний технічний університет "Дніпровська політехніка"

Опис етапу

За результатами аналізу параметрів матеріально-теплового балансу підземної газифікації, виходячи на конкретного споживача генераторного газу, встановлено, що складовим елементом при переведенні вугілля із твердого стану у газоподібний є дотримання тотожності протікання хімічних реакцій фізичним швидкостям процесу газифікації. Аналіз існуючої технології видобутку уранової руди дозволив встановити, що камерними системами розробки з твердіючим закладанням вилучаються руди зі вмістом урану понад 0,01%, а суттєва кількість запасів уранових руд в межах шахтних полів є вельми бідною з вмістом менше 0,01% та в теперішній час не експлуатуються. Встановлено, що при термохімічних способах розробки вуглеводневої та мінеральної сировини недостатньо розкрито питання стійкості свердловин, що залежить від НДС масиву та його фізико-механічних властивостей. Виявлені нові закономірності формування газогідратів з метаноповітряної суміші дегазаційних свердловин залежно від концентрації метану, параметрів тиску і температури, що описується експоненціальною залежністю. Створено нову унікальну методику фізичного моделювання для дослідження фізико-хімічних та технологічних параметрів процесу вилуговування урану при руйнуванні масиву в блоці у зажатому середовищі, що ґрунтується на використанні П-теореми в якості критерія подібності між натурною та лабораторною моделлю. Запропоновано етапність процесу моделювання з дослідженням кінцевих продуктів та параметрів вилуговування. Сформульовані та вирішені основні геомеханічні задачі дослідження НДС масиву при видобутку вуглеводневої сировини свердловинним способом, що полягають у комплексному урахуванні ділянок свердловин, стійкість котрих необхідно забезпечити протягом експлуатації підземного газогенератора, а саме: вертикальної частини, що перетинає дрібношаруватий масив гірських порід, частини свердловини з радіусом закруглення та горизонтальної частини вздовж вугільного пласта з перетином геологічних порушень. Створено та обґрунтовано параметри геомеханічних моделей для дослідження НДС масиву з врахуванням фізико-механічних характеристик, наближених до реальних умов Львівсько-Волинського басейну. Встановлено закономірності зміни руйнуючих свердловину напружень від радіусу її закруглення. Розроблена та обґрунтована нова технологічна схема видобутку бідних уранових руд комбінованим способом на підґрунті синтезу камерної системи розробки та технології вилуговування, що усуває необхідність видачі корисної копалини на поверхню та її транспортування до збагачувальної фабрики, матеріальні витрати та кількість задіяних працівників при подальшому закладанні камери сумішами, що твердіють. Обґрунтовано параметри роботи трикомпонентної системи на базі підземного газогенератора, рекуператора тепла та когенераційної установки на основі встановлених закономірностей розповсюдження температурного поля навколо підземного газогенератора та виходу генераторних газів з орієнтацією на конкретного споживача товарної продукції. Розроблена технологічна схема інтенсифікації процесів формування газових гідратів дозволяє в безперервному режимі отримувати високоякісні газові гідрати з середнім вмістом вуглеводнів 90 - 96%. Це забезпечується за рахунок активізації центрів кристалізації газового гідрату в процесі характеру взаємодії зустрічних потоків газу та шахтної води при температурному режимі 1 - 3°С та тиску 6 - 8 МПа. Даною технологічною схемою також передбачена можливість тимчасового зберігання газових гідратів на самому гідратоформуючому комплексі з подальшим відвантаженням та транспортуванням об'єктам промислово-господарчого комплексу.

Опис продукції

Технологічна схема видобутку бідних уранових руд комбінованим способом на підґрунті синтезу камерної системи розробки та технології вилуговування, що усуває необхідність видачі корисної копалини на поверхню та її транспортування до збагачувальної фабрики, матеріальні витрати та кількість задіяних працівників при подальшому закладанні камери сумішами, що твердіють. Впровадження трикомпонентної системи на базі підземного газогенератора, рекуператора тепла та когенераційної установки передбачає комплексне використання отриманих енергетичних та хімічних продуктів при газифікації запасів вугілля на місці їх залягання. Спалювання палива (СН4) в когенераційному циклі призводить до суттєвого зменшення викидів парникових газів у традиційних енерготехнологіях. Вироблена на когенераційній установці електрична енергія визначається термодинамікою енергетичного двигуна, який характеризується коефіцієнтом надлишку повітря в його відпрацьованих газах та коефіцієнтом теплового навантаження. Таким чином, когенераційні т

Автори роботи

Астаф'єв Денис Олегович
Ганушевич Костянтин Анатолійович
Лисенко Роман Сергійович
Лозинський Василь Григорович
Малашкевич Дмитро Сергійович
Мальцев Дмитро Валерійович
Петльований Михайло Володимирович
Сай Катерина Сергіївна
Тимошенко Євген Вікторович
Шустова Анна Олегівна

Додано/оновлено в НРАТ

2020-04-02