Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0525U000222, Докторська дисертація На здобуття Доктор технічних наук Дата захисту 16-05-2025 Статус Захищена Назва роботи Наукові основи підземної газифікації вугілля з утилізацією вуглекислого газу Здобувач Саїк Павло Богданович, Кандидат технічних наук Опонент Подкопаєв Сергій Вікторович Опонент Сахно Іван Георгійович Опонент Круковський Олександр Петрович Рецензент Інкін Олександр Вікторович Рецензент ГАПЄЄВ Сергій Миколайович Рецензент Ковалевська Ірина Анатоліївна Опис Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 – «Підземна розробка родовищ корисних копалин». – Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Міністерство освіти і науки України, Дніпро, 2025. Представлена дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальну науково-технічну проблему з оптимізації процесів видобутку вугілля підземною газифікацією з утилізацією вуглекислого газу в техногенному середовищі, які ґрунтуються на закономірностях зміни параметрів формування активних зон підземного газогенератора та утилізації вуглекислого газу і дають змогу сформувати єдину інтегровану систему керування процесом підземної газифікації вугілля, яка може стати каталізатором для відновлення економічної активності, створення нових робочих місць та залучення інвестицій у розвиток гірничодобувних регіонів. На основі аналізу глобальних тенденцій у видобутку вугілля встановлено, що в найближче десятиліття воно залишатиметься ключовим елементом світового енергетичного балансу, особливо в країнах, що розвиваються, та регіонах із значною залежністю від традиційних джерел енергії. Для України, де вугільна промисловість залишається важливою складовою енергетичного сектору, особливого значення набуває питання її трансформації в умовах глобальної декарбонізації. Воєнні дії та пов’язані з ними руйнування інфраструктури ускладнюють впровадження відновлюваних джерел енергії, що зумовлює необхідність пошуку ефективних технологічних рішень для підвищення екологічної безпеки та продуктивності вугільної галузі. Встановлено, що стримуючим фактором традиційних технологій видобутку вугілля та його переробки в найближчій перспективі є їхній значний екологічний вплив, високі викиди вуглекислого газу та зростаючий тиск з боку міжнародних ініціатив щодо декарбонізації. Тому в умовах таких обмежень важливим напрямом розвитку вугільної промисловості є впровадження нових технологій, зокрема підземної газифікації вугілля, що дає змогу підвищити ефективність використання вугілля, а додаткова інтеграція технологій утилізації вуглекислого газу сприятиме екологічній адаптації вугільної промисловості України до сучасних глобальних вимог. У роботі розглянуто комплекс взаємозв’язаних завдань, структурованих у єдину систему для аналізу, дослідження, розробки практичних рекомендацій, методик і способів підземної газифікації вугілля з утилізацією вуглекислого газу на основі встановлених закономірностей зміни параметрів активних зон підземного газогенератора, що дає змогу оптимізувати теплові, газодинамічні та фізико-хімічні процеси в гірському масиві, забезпечуючи ефективну утилізацію вуглекислого газу в техногенному середовищі й енергоефективність процесу газифікації вугілля. Обґрунтовано методику моделювання технології підземної газифікації вугілля, яка використовує авторські запатентовані лабораторні установки, що точно відтворюють гірничо-геологічні умови залягання вугільних пластів. Зроблено значний внесок у дослідження фізико-механічних властивостей гірського масиву під дією високотемпературного поля, що охоплює аналіз взаємозв’язку температури з міцністю породи на одновісний стик та її мінералогічним складом, а також основними параметрами кристалічних структур. Розроблено методики дослідження параметрів впливу температурного поля на гірський масив і параметрів формування вигазованого простору підземного газогенератора, які містять комплексні температурні виміри, аналіз параметрів теплопередачі та параметри подачі дуттьових сумішей. У результаті проведених досліджень було розроблено математичну модель теплообміну процесу газифікації, яка описує зміну температури в середовищі «вугілля – генераторний газ» на межі фазового переходу. Модель вказує на лінійну зміну температури на певній ділянці газифікації з одним кутом нахилу до межі фазового переходу, а також інший кут нахилу після цієї межі, що відповідає умовам Стефана. Крім того, було виявлено параболічну залежність переміщення межі фазового переходу від тривалості газифікації, що свідчить про залежність швидкості цього процесу від температурного режиму, інтенсивності хімічних реакцій і фізико-хімічних властивостей вугілля. Також було розроблено математичну модель розподілу температури в зразку гірської породи під час нагрівання, яка забезпечує комплексний підхід до аналізу теплопередачі в умовах підземної газифікації. Модель враховує вплив температурного поля від площини контакту між вогневим вибоєм і покрівлею вугільного пласта. Розроблені математичні моделі було протестовано в лабораторних умовах, що підтвердило їхню точність і дало змогу уточнити низку параметрів. Це створило підґрунтя для подальшого застосування моделей у реальних умовах підземної газифікації вугілля, а також для розробки рекомендацій щодо оптимізації технологічних процесів. Дата реєстрації 2025-04-29 Додано в НРАТ 2025-04-29 Закрити