Бауржан ХАМИМОЛДА, директор КарНИИПБ, доктор технических наук, профессор, "Индустриальная Караганда", 4 февраля

В последние годы много говорится о добыче и использовании шахтного метана, но проблема ни с научной, ни с практической сторон не решается должным образом, и причина, по нашему мнению, кроется в следующем.
К настоящему времени в Карагандинском угольном бассейне освоены и применяются на практике, помимо вентиляции, два основных направления борьбы с метаном: дегазация подрабатываемых, надрабатываемых угольных пластов, выработанного пространства; дегазация неразгруженного от горного давления разрабатываемого пласта.
По первому направлению в бассейне производственниками совместно с наукой достигнуты хорошие показатели по извлечению до 70-90% метана от общего объема источников метановыделения. Что касается второго направления, то за счет этого способа в настоящее время при природной газоносности пласта 20-30 м3/т извлекается всего лишь до 6,0 м3 метана с тонны дегазируемых запасов угля, что явно недостаточно для работы лав с нагрузкой 10000 т/сут. и более.
Добыча метана из неразгруженных от горного давления угольных пластов – сложная проблема и требует серьезной научной проработки и опытных испытаний. Решение этих вопросов не лежит на поверхности, а кроется в свойствах угольных пластов. Известно, что 80 и более процентов метана находится в сорбированном состоянии, то есть в физико-химической связи со структурой угля. При этом метан может находиться в различном состоянии – от твердого до газообразного.
Еще на заре развития дегазации в Карагандинском бассейне научными исследованиями и практикой ведения дегазационных работ было доказано, что с углублением залегания угольных пластов снижается их газопроницаемость, что отрицательно отражается на продуктивности пластовых дегазационных скважин. Учитывая этот отрицательный фактор, в начале 60-х годов прошлого века начали проводить исследования по изысканию способов воздействия на угольный пласт с целью повышения его газопроницаемости.
КНИУИ и Карагандинским отделением ВостНИИ, на основании выполненных теоретических исследований, проведены испытания различных способов физико-химического воздействия на угольный пласт, некоторые из которых, такие как гидроразрыв из подземных выработок и гидрорасчленение пласта с поверхности, доведены до практического применения на шахтах Карагандинского бассейна. На протяжении более 30 лет проблема гидрорасчленения решалась КНИУИ и Московским горным институтом. Научно было доказано и экспериментально подтверждено, что применение способов гидравлического воздействия на угольный пласт позволяет в 3-5 раз повысить эффективность дегазации неразгруженного от горного давления угольного пласта. Эти работы было намечено опробовать и внедрить еще в 90-х годах прошлого века, но, к сожалению, с развалом СССР они были приостановлены.
За 50 лет пробурено около 200 скважин с поверхности и обработано в режиме гидрорасчленения более 7 основных пластов бассейна, залегающих в различных горно-геологических условиях на всех шахтных полях. Данная работа была направлена на обеспечение безопасности горных работ. Проведены широкомасштабные научно-практические исследования в этой области. Были апробированы различные технологии воздействия на пласт.
В то же время есть много вопросов, которые можно проверить только в подземных условиях и в особенности влияние различных воздействий горного давления, геологических нарушений на систему "уголь – жидкость – газ". У института есть ряд авторских разработок, внедрение которых в шахтных условиях могло бы определить технологию обработки угольных пластов для их эффективной газоотдачи.
По нашему мнению, бурение дорогостоящих скважин только с поверхности до пласта без применения эффективных методов воздействия непосредственно на этот пласт не приведет к желаемым результатам. Доказательством этому могут быть данные по извлечению метана из подземных пластовых скважин. Управлением "Спецшахтомонтаждегазация" УД АО "АМТ" ежегодно по угольным пластам бурится порядка 300 км пластовых скважин, а извлечение с
1 п. м скважины в среднем составляет 0,1-0,2 м3/сут.
Поскольку геология Карагандинского бассейна качественно отличается от других бассейнов, опыт решения данной проблемы, полученный за рубежом, не применим к условиям карагандинских угольных месторождений. Недаром такие компании, как IMC, IFC, Enron, Petron, Ensafe, изучив геологическую документацию и проведя тестовые испытания, потеряли интерес к нашим шахтам.
В институте КазНИИБГП (ныне КарНИИПБ) имеются научные наработки, направленные на добычу кондиционной газовой смеси, пригодной для использования газа как в промышленности, так и быту.
Имеющийся опыт по извлечению газа из закрытой шахты им. 50-летия Октябрьской революции показывает целесообразность каптажа газа из отработанных участков закрытых шахт, где благодаря научно-техническим решениям института КазНИИБГП (ныне КарНИИПБ) концентрация добываемого метана с 20-25% была доведена до 80-86%, и газ использовался на действующей шахте "Кировская" в шахтной котельной (работа сделана с участием РГСП "Карагандаликвидшахт".
Имеются научные подходы для разработки методики расчета объема газовых коллекторов на отработанных участках и количества метана, поступающего в эти коллекторы. В дальнейшем можно перенести наработки для добычи метана на неразгруженные от горного давления угольные пласты. Решение поставленных задач позволит эффективно производить добычу метана из действующих шахт и подготавливаемых к выемке угля шахтных полей для промышленного и бытового назначения. Вместе с тем следует отметить, что полнота извлечения метана из недр позволит увеличить не только количество добываемого метана, но также приведет к повышению эффективности дегазации, а это положительно отразится на производительности шахт по добыче угля и, главное, безопасности подземных работ.
Мы считаем, что должна быть разработана реальная программа по добыче и использованию метана, включающая все возможные направления в достижении поставленной цели, только с привлечением квалифицированных специалистов, имеющих опыт по дегазации действующих шахт и шахтных полей.
Институт КарНИИПБ имеет достаточно богатый научно-практический опыт, располагает высококвалифицированными научными кадрами и готов подключиться к проблеме по добыче метана из действующих и отработанных участков шахт Карагандинского бассейна для последующего его использования. В этом плане, по нашему мнению, заинтересованные стороны и АО "АрселорМиттал Темиртау" могли бы составить и согласовать план мероприятий по регулированному переводу Тентекской ТЭЦ г. Шахтинска на использование в качестве топлива метана действующих шахт. Институт может активно содействовать в научной проработке и практической реализации данного проекта.