Разработка метанугольных месторождений в России

По оценкам специалистов, мировые ресурсы метана угольных пластов превышают запасы природного газа и оцениваются в 260 трлн м3. Тем не менее, практическое осознание угольного метана в качестве ценного полезного ископаемого и, соответственно, начало его добычи и промышленного освоения пришлись лишь на 1980-е годы. Лидерами в развитии новой отрасли стали США, Австралия, Канада.

Размещение угленосных бассейнов, районов и площадей на территории России
Рис. 1. Размещение угленосных бассейнов, районов и площадей на территории России
(Бассейны: 1 — с бурым углями, 2 — с каменным углями, 3 — с бурыми и каменными углями)

Разработка метанугольных месторождений в России и опыт добычи метана из угольных пластов в Кузбассе

Кузнецкий каменноугольный бассейн.
Рис. 2. Кузнецкий каменноугольный бассейн. Прогнозная карта распределения плотностей ресурсов метана угольных пластов (по материалам «Запсибгеология», ВНИГРИуголь).

Все предпосылки для успешного добычи метана есть и в России (рис. 1) и, в частности, в Кузбассе, как главном угольном регионе страны. Есть колоссальные ресурсы — более 13 триллионов кубометров, что сопоставимо с объёмами природного газа на Уренгойском месторождении, одном их крупнейших в мире. Есть требующая своего скорейшего решения острейшая ситуация с высокой загазованностью кузбасских шахт и, соответственно, высокой аварийностью. Есть общие с другими развитыми странами и регионами вопросы развития альтернативной энергетики, наличия дефицита энергомощностей, необходимости диверсификации экономики и т. д.
В Кузбассе создаётся новая углегазовая отрасль России по добыче метана из угольных пластов, которая в настоящее время всё ещё находится в стадии экспериментальных работ, которые были начаты в начале 1990-х годов. В 1992 году было организовано ЗАО «Метан Кузбасса» и его дочернее предприятие геолого-промысловая компания «Кузнецк».
C 2001 года в этих работах принимает участие ПАО «Газпром». Только за последние годы ПАО «Газпром» инвестировал в проект более 1 млрд рублей [1].

Наибольшие перспективы связаны с Ерунаковским геолого-экономическим районом Кузбасса, расположенным в юго-восточной части бассейна. Плотность ресурсов метана превышает здесь 1500 млн м3/км2. Эта часть Кузнецкого бассейна не сильно затронута разработкой угольных пластов угледобывающими предприятиями, расположена в зоне наиболее пологого залегания угленосной толщи (центральная тектоническая зона)(рис. 2 — Геолого-экономические районы: 1 —Анжерский, 2 — Кемеровский, 3 — Барзасский, 4 — Завьяловский, 5 —Доронинский, 6 — Титовский, 7 — Плотниковский, 8 — Салтымаковский, 9 — Крапивинский, 10 — Ленинский, 11 — Беловский, 12 — Центральный, 13 — Бачатский, 14 — Прокопьевско-Кисилевский, 15 — Ускатский, 16 — Ерунаковский, 17 — Терсинский, 18 — Араличевский, 19 — Байдаевский, 20 — Осиновский, 21 — Тутуясский, 22 — Бунгуро-Чумышский, 23 — Кондомский, 24 — Мрасский, 25 — Томь-Усинский.) [2].

Обзорно-географическая карта Ерунаковского геолого-экономического района
Рис. 3. Обзорно-географическая карта Ерунаковского геолого-экономического района

Все эти предпосылки были учтены для выбора первого опытно-промышленного полигона для добычи метана угольных пластов (рис. 3). Проект позволит полностью обеспечить предприятия и население области новым видом топлива, создать мощную энергетическую инфраструктуру, которая придаст серьёзный импульс развитию металлургического ком- плекса и обрабатывающих отраслей, всей экономики региона.

Сегодня 20 разведочных скважин промысла обеспечивают ежедневную добычу 20 000 кубометров метана (а в ближайшей перспективе добыча вырастет до 120 000 кубометров). В ближайшие годы число скважин будет планомерно увеличиваться до 1 500, что позволит довести добычу до 3,5–4 млрд кубометров ежегодно.

«Газпром добыча Кузнецк», основанное в 2008 году как 100% дочерняя компания ПАО «Газпром», ведёт поиск, разведку, а также непромышленную добычу метана из угольных пластов в Кузнецком бассейне.

Также компания планирует начать промышленную добычу газа на Талдинском месторождении в 2016 году, на Нарыкско-Осташкинской площади — в 2018 году, начать эксплуатационное бурение на Тутуясско-Распадской метаноугольной площади — не ранее 2020 года.

Балансовые запасы газа Талдинского месторождения по категориям С1+С2 составляют 74,2 млрд м3, прогнозные ресурсы Нарыкско-Осташкинской площади оцениваются в 300 млрд м3, Тутуясско-Распадской — в 250 млрд м3 (рис. 4) [3].

Дальнейшее развитие углеметановой отрасли приведет к сокращению выбросов в атмосферу не только метана, но и продуктов сжигания угля, значительно улучшит экологию в Кузбассе. Если перейти на собственный газ и использовать его в 1300 городских котельных в сфере ЖКХ чистыми станут кузбасские города. Уголь должен идти на крупные энергетические объекты, в металлургию, на экспорт.

Помимо этого, создавая принципиально новую для России отрасль промышленности — углегазовую, Кузбасс в корне изменит свою отраслевую структуру [4].

Распределение ресурсов
Рис. 4. Распределение ресурсов и плотности ресурсов метана угольных пластов на отдельных месторождениях кузбасса (по данным Внигриуголь)

Значимость проекта для экономического и социального развития региона

Добыча метана из угольных пластов будет способствовать решению крупных экономических и социальных задач, таких как диверсификация экономики региона, обеспечение безопасной работы шахтеров и создание новых рабочих мест. Поэтому разработке месторождений угольного метана в Кемеровской области уделяется особое внимание, как в администрации области, так и со стороны населения.

Социальное значение проекта

Экономика Кемеровской области основана на угольной промышленности. Ежегодная добыча угля составляет более 200 млн т. В данной отрасли промышленности в регионе занято более 200 000 человек.

Добыча угля связана со значительными рисками. Ключевым из них является высокая степень опасности для жизни и здоровья работников при разработке и эксплуатации угольных месторождений. обеспечение безопасной работы шахтёров является приоритетным направлением деятельности угольных компаний и администрации кемеровской области. Основной причиной крупных аварий на угольных промыслах является взрыв метана в шахтах, который всегда содержится в угленосных отложениях.

Для предотвращения аварий применяется процесс дегазации шахт, подразумевающий извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников. Однако проводимые мероприятия не могут полностью исключить вероятность взрывов.

угля связана со значительными рисками. Ключевым из них является высокая степень опасности для жизни и здоровья работников при разработке и эксплуатации угольных месторождений. обеспечение безопасной работы шахтёров является приоритетным направлением деятельности угольных компаний и администрации кемеровской области.

Основной причиной крупных аварий на угольных промыслах является взрыв метана в шахтах, который всегда содержится в угленосных отложениях. Для предотвращения аварий применяется процесс дегазации шахт, подразумевающий извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников. Однако проводимые мероприятия не могут полностью исключить вероятность взрывов.

При промышленной добыче метана происходит значительное снижение объёмов взрывоопасных газов в угленосных отложениях. В дальнейшем, при разработке данных территорий, как угольных месторождений, достигнутая низкая концентрация метана позволяет значительно снизить риски взрывов при работе шахтеров. Другим важным социальным фактором рассматриваемого проекта является создание большого количества новых рабочих мест. Предполагается, что общий штат сотрудников превысит 1200 человек. Новые рабочие места частично снимут проблему трудоустройства шахтёров с закрываемых в регионе шахт.

Экономическое значение проекта

В то время как уголь экспортируется из региона, другие виды топлива, необходимые в кемеровской области для функционирования промышленности и коммунально-бытового сектора, поступают из других областей. Так природный газ поступает по магистральному газопроводу с северных промыслов, кемеровская область не способна полностью обеспечить себя всеми необходимыми видами топлива. реализация проекта добычи метана угольных пластов позволит повысить надёжность обеспечения региона газом.

Извлечение метана из угольных пластов — залог безопасной работы шахтёров кузбасса. Дегазация угольных пластов в действующих шахтных выработках значительно повысила
безопасность добычи угля. Извлечение же газа из недр еще до строительства шахты сводит метановую опасность практически до нуля [5].

Список литературы

1. Золотых С.С. От проекта «Метан Кузбасса» — к кузбасскому метану / С.С. Золотых // Вестник КузГТУ. — 2010. — №6. — C. 37-39.

2. Пестриков В. Г. Выбор перспективных участков горных отводов закрытых шахт с позиций добычи метана / В. Г. Пестриков. // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности: Труды международной научно-практической конференции — Кемерово: ННЦ ГП — ИГД им. А.А. Скочинского, ИУУ СО РАН, 2003. — 170 с.

3. Пучков, Л. А. Проблемы извлечения метана из угленосной толщи на полях действующих шахт для повышения безопасности горных работ / Л. А. Пучков, С. В. Сластунов, С. К. Баймухаметов. // Уголь. — 2001. №11. С. 56-60.

4. Копытов А.И. Современные методы добычи метана из угольных пластов/ А.И. Копытов, М.Д. Войтов, С.М. Тагиев // Вестник КузГТУ. — №2, 2016 — C. 35-40.

5. Тагиев С.М. Добыча метана угольных пластов в мире и перспективы добычи в Кузбассе // Materials of XI International Research and Practice Conference. — Sheffield UK, 2015. V. 10. — P. 77-80.

Михаил Войтов, профессор каф. СПСШиРМПИ ,
к.т.н. Санан Мехман оглы Тагиев, студент каф. ОПИ, e-mail: tagiev_senan@mail.ru,
тел.: +7-951-166-51-55
Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева,
650000, Россия, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28

Отраслевые решения

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.