Описаны автоматические устройства подавления и тушения пламени на "свечах" шахтных дегазационных систем. Приведены результаты исследований эффективности, получены зависимости и параметры устройств взрывозащиты.

Описано реалізацію інформаційно-розрахункової комп'ютерної системи-оболонки ІРКС - МЕТАН для комплексної розробки, аналізу та вибору оптимальних варіантів облаштування об'єктів видобутку, підготовки та використання вугільного метану (ВМ). Наведено результати розрахунку еколого-економічного ефекту від використання ВМ за трьома напрямками: у топках шахтних котелень; у газодизельному та газотурбінному устаткуванні для вироблення електроенергії та тепла; як палива для автомобільного транспорту.

Описано методи підвищення ефективності дегазації вугілля та нові перспективні технології виробки неконденційних пластів.

Описано інформаційно-розрахункову комп'ютерну систему ІРКС - МЕТАН і її реалізацію для техніко-економічного аналізу та вибору оптимальних варіантів облаштування об'єктів утилізації вугільного метану. Наведено результати розрахунків еколого-економічного ефекту для трьох варіантів використання вугільного метану: у топках шахтних та селищних котелень; у газодізельних і газотурбінних установках для вироблення електроенергії та тепла; для нагнітання у місцевий трубопровід на комунальні потреби сел. Горськ.

Рассмотрены методологические аспекты проблемы утилизации природного газа (шахтного метана) из скважин, в частности, бедных некондиционных метановоздушных смесей, получаемых из шахтных дегазационных систем, а также отдельные вопросы разработки технологии и проектирования технологического комплекса оборудования для реализации этой задачи. В основу предлагаемых технических решений положена способность основных компонентов природного газа (например, шахтного метана) и других углеводородов образовывать с химически чистой водой твердофазные соединения - газовые гидраты. Последующее их преобразование в газовую фазу позволяет из некондиционных метановоздушных смесей получать 100 % метан.

Рассмотрены вопросы управления гидроразрывом газоносных угольных пластов, пород кровли и подошвы пласта. Определены пути снижения энергоемкости гидроразрыва пород и предложены эффективные методы и средства снижения порогового давления разрыва, часть которых нашла применение в нефтегазовых технологиях. Предложены технические средства для создания начальных щелей и трещин, инициирующих разрушение в заданном направлении.

Рассмотрены особенности пластического отслоения при сдвиге двоякопериодической системы тонких жестких включений в упрогопластической среде. Определена длина пластических слоев и величина разрывов смещений около вершин включений, порожденные их пластическим отслоением. На основе результатов экспериментальных исследований предложен критерий оценки способности углей к дегазации. Показано, что большая часть метана, поступающего в полости и трещины, выделяется из разгруженных областей массива, а в зонах концентрации напряжений проницаемость падает практически до нуля. С использованием числового метода Рунге - Кутта приведено решение задачи о колебаниях в цилиндрическом резервуаре под действием внешнего гармонического возбуждения при непрерывном изменении массы.

Приведны результаты компьютерного моделирования перераспределения газового давления вокруг движущегося с высокой скоростью очистного забоя. Данная модель разработана с учетом нестационарности процесса фильтрации метана и анизотропии проницаемости слоистого массива горных пород. Проведено исследование фильтрации метана в трехмерном пространстве. Показано, что внешние и внутренние граничные условия изменяются синхронно с движением очистного забоя. Результаты моделирования сопоставлены с данными шахтных натурных измерений дебита газа из дегазационных скважин. Установлены новые закономерности перераспределения метана в горном массиве.

Освещены основные вопросы воспламенения метановоздушных смесей в дегазационных системах угольных шахт, распространения и подавления пламени в газопроводах. Рассмотрены условия эксплуатации дегазационных систем и их влияние на горение метана, а также возможность передачи воспламеняющего импульса из газопровода в горную выработку и наоборот. Приведены результаты исследований по созданию новых способов и устройств флегматизации газовых смесей, а также эффективности газообразных, жидких и порошкообразных флегматизаторов. Описаны конструкции разработанных средств локализации и тушения пламени, а также автоматических систем обнаружения и подавления взрывов в газопроводах. Показана возможность создания взрывопредотвращающей среды в горных выработках (скважинах) применением мембранных технологий газоразделения. Описаны результаты опытно-промышленных испытаний и внедрения разработанных средств и способов в угольных шахтах.

Запропоновано дві схеми підготовки вугільного метану до утилізації за умов Первомайського куполу Мар'ївського полігону ДХК "Луганськвугілля". За допомогою комп'ютерної системи ІРКС - МЕТАН обгрунтовано можливість застосування цих схем для конкретних варіантів утилізації вугільного метану: з подаванням його на газорегулювальний пункт Первомайська, у магістральний газопровід і на газодизельні установки або автомобільні газонаповнювальні компресорні станції.

Розглянуто основні аспекти впливу парникових газів, зокрема метану, на зміни кліматичних умов планети та забруднення навколишнього середовища. Сформульовано основні принципи, якими повинно користуватися гірниче підприємство для скорочення викидів метану в атмосферу. Викладення матеріалу супроводжується фактичними даними щодо виділення у гірничі виробки, видалення з шахти різними способами й утилізації метану на шахті ім. О. Ф. Засядька. Запропоновано використовувати на вугільних шахтах найбільш ефективну технологію утилізації метану, розроблену фірмою BCCK Engineering Inc., Мідленд, штат Техас, США.

Розглянуто головні стадії виділення газу з пористого твердого тіла, яке його містить, і визначено залежності від часу концентрації газу в повітрі на кожній з цих стадій. Для випадку виділення метану вугільною речовиною визначено кількість метану, що виділився, та час, за який досягається небезпечна концентрація газу у просторі виробки. З'ясовано, що середня концентрація метану в повітрі та характерний час її встановлення слабо залежать від коефіцієнта дифузії метану в повітрі, а визначаються, головним чином, параметрами вугільного масиву.

Наведено обгрунтування економічної доцільності використання шахтного метану для виробництва кормового білку. Вирощені бактерії ефективно застосовано для дегазації вироблених просторів шахт і місцевих скупчень метану. Комплексне застосування бактерій дозволяє повніше використовувати природні ресурси та знизити викиди шахтного метану в атмосферу.

Разработан инновационный проект когенерационной газовой электростанции, использующей в качестве топлива шахтный газ метан. Предложен комплекс газоподготовки, в результате работы которого из шахтного метана (ШМ) получаются топливный и форкамерный газы, обеспечивающие работу когенерационных агрегатов. Предложенная схема утилизации тепловой энергии предусматривает последовательное использование тепла теплообменников маслосистемы, газовоздушной смеси, рубашки газопоршневого двигателя и выхлопных газов. При выполнении проекта когенерационной установки в условиях шахты им. А. Ф. Засядько впервые в Украине решены многие вопросы подготовки ШМ с учетом его нестабильной концентрации, влажности и запыленности.

Рассмотрена математическая модель процесса напорного нагнетания воздуха в угольный пласт. Предложена математическая модель и метод ее численной реализации. Разработан математический аппарат и выполнены теоретические исследования для установки устойчивости и сходимости разностной схемы.

Предложен эффективный метод утилизации низкоконцентрированного метана вентиляционных и дегазационных выбросов из угольных шахт. Проведены расчеты нестационарных режимов процесса полного окисления низкоконцентрированного метана в неподвижном слое катализатора. Разработана технологическая схема обезвреживания и утилизации газовых выбросов шахт.

Розглянуто теоретичні та практичні аспекти утилізації факельних і низьконапірних газів. Наведено практичні технічні рішення щодо їх ліквідації на промислових об'єктах ВАТ "Укрнафта". Обгрунтовано негативний вплив факельних і низьконапірних газів на навколишнє середовище.

Рассмотрены общие проблемы, связанные с эмиссией метана из углепородного массива, а также механизм газовыделения. Приведены результаты анализа дегазации на выемочных участках. Даны оценка возможности промышленной утилизации каптируемого метана и предложения по совершенствованию процессов его добычи и промышленной утилизации.

Представлена информация о состоянии вопроса в Украине с утилизацией шахтного метана, описаны опыт и технология его использования в качестве топлива газотурбинных электростанций с выработкой электрической и тепловой энергии.

Исследованы статистические характеристики метановоздушных смесей, извлекаемых дегазационными системами шахт. Для оценки качества смесей с целью их использования в установках по утилизации шахтного метана предложены показатели коэффициент стабильности и коэффициент прямой утилизации смеси.