2809

Таблица 3 Химический состав осадков сточных вод, мг/кг (на сухое вещество)

Таблица 4

Химический состав осадков сточных вод по подвижным формам микроэлементов, мг/кг (на сухое вещество)

61

Определение класса опасности осадков. Класс опасности осадков определялся по ПДКn химических веществ в почве в зависимости от влияния величины индекса токсичности Ki.

Значения ПДКn принимались в соответствии с данными СанПиН 4286–87, прил. 9.

Индекс токсичности рассчитывали по формуле

где ПДКn – предельно допустимая концентрация в почве, мг/кг; S – коэффициент, отражающий растворимость химического вещества

вводе; Cв – содержание химического вещества в осадке, т/т; i – порядковый номер химического вещества.

При проведении расчета Ki принималось максимальное значение содержания конкретного химического вещества в трех пробах осадка.

Расчетные параметры для определения класса опасности осадков сточных вод правобережных очистных сооружений представлены

втабл. 5.

Таблица 5

Расчетные параметры для определения класса опасности осадков сточных вод правобережных очистных сооружений

После расчета Ki для отдельных компонентов в осадке производится выбор от одного до трех химических веществ, имеющих минимальные значения, причем K1 < K2 < K3, также должно выполняться условие 2K1 ≥ K2. Исходя из приведенных выше условий, для расчета KΣ были выбраны значения: K1 = 54,1 (мышьяк), K2 = 72,7 (свинец)

и K3 = 158,1 (медь).

62

Далее, используя выбранные значения K1, K2 и K3, определяли суммарный индекс токсичности K :

где n ≤ 3.

Суммарный коэффициент токсичности, рассчитанный по формуле (2), составил K = 31,7, т.е. K > 30. В табл. 6 [2] представлена

классификация класса опасности химических веществ на основе индекса токсичности K .

Таблица 6

Классификация класса опасности химических веществ на основе индекса токсичности K

Сравнивая полученное значение K с табличными данными,

можно сказать, что осадок сточных вод правобережных очистных сооружений относится к малотоксичным отходам IV класса опасности согласно СанПиН 4286–87.

Список литературы

1.Панкова Е.И., Айваров И.П. Экологические требования к качеству оросительных вод // Почвоведение. – 1995. – № 7. – С. 870–878.

2.Валеев В.Х., Сомова Ю.В., Зуева Т.Ю. Исследование техногенных водотоков магнитогорского промышленного района // Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии: сб. материалов V Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 т. – Челябинск: Изд. центр Юж.-

Урал. гос. ун-та, 2012. – Т. 2. – С. 112–116.

3.Сомова Ю.В., Шайхина С.У. Исследование техногенных образований гидроотвалов левобережного отстойника промливневых

63

стоков // Материалы 12-й Междунар. науч.-практ. конф. по проблемам экологии и безопасности, Комсомольск-на-Амуре, 15 мая 2014. – Ком- сомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольск.-на-Амуре гос. техн. ун-та, 2014. – С. 277–280.

Об авторах

Валеев Валерий Хакимзянович – кандидат технических наук,

доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Магнитогорский государственный технический универси-

тет, e-mail: valeevvh@yandex.ru.

Сомова Юлия Ваильевна – кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Магнитогорский государственный технический университет, e-mail: yuliya.somova.82@mail.ru.

Сомов Владимир Александрович – магистрант кафедры авто-

матизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет, e-mail: gr_razvitie@mail.ru.

Давлетова Дания Даяновна – студентка кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Магнитогорский государственный технический университет, e-mail: daniya1994@yandex.ru.

64

Актуальность исследований определяется постоянной научнопрактической потребностью в данных по газоносности осваиваемых

иразведываемых шахтных полей для оценки метанообильности проектируемых горных выработок, разработки мер по борьбе с газовыделениями, инженерных расчетов шахтной вентиляции и дегазации угольных пластов. Освоение глубоких горизонтов угольных месторождений

ирост интенсификации добычных работ приводят к осложнению горногеологических условий эксплуатации и в первую очередь к повышению притоков метана в горные выработки, а значит, и к увеличению опасности газодинамических явлений (внезапных выбросов угля и газа).

Запуск проекта по промысловой (самостоятельной, независимой от добычи угля) добыче метана, выбор приоритетных площадей для подготовки их к опытно-промышленной добыче стал возможен только благодаря большому объему выполненных геологических работ, обобщению знаний о метаноносности угольных пластов, установлению закономерностей изменений параметров газоносности угольных пластов в зависимости от структурных особенностей метаноугольных месторождений. В результате были подсчитаны прогнозные ресурсы метана до глубины 1,8 км и приближенно оценены их масштабы на глубинах от 2 до 5 км, что открыло реальную возможность вести широкомасштабную промысловую добычу метана в Кузбассе и обеспечивать Кемеровскую область собственным газом.

Так, в 2003 году «Газпром» начал оценку перспектив добычи метана в Кузбассе, были пробурены первые экспериментальные скважины. ООО «Газпром добыча Кузнецк» является первой и единственной компанией в России, добывающей метан угольных пластов. Она была образована 26 декабря 2008 года на базе своего исторического предшественника – ООО «Геолого-промысловой компании Кузнецк» – как стопроцентное дочернее предприятие ПАО «Газпром». Данное общество реализует совместный инновационный проект ПАО «Газпром» и администрации Кемеровской области по промышленной добыче метана угольных пластов в Кузбассе.

Среди известных угольных бассейнов мира по своим углегазопромысловым характеристикам Кузбасс уникален, и ему практически нет равных:

угленосная толща представлена наиболее предпочтительными с точки зрения метаноносности марками углей (ГЖ, Ж, ЖК) с суммар-

ной мощностью пластов до 90–120 м при содержании метана до 25– 30 м3/т;

66

высокая плотность (концентрация) ресурсов метана в угольных пластах – до 3 млрд м3/км2;

большие суммарные прогнозные ресурсы метана в угольных пластах бассейна (до глубины 1800 м) 13 трлн м3 на площади 21 тыс. км2, при этом в наиболее перспективных южных районах (Ерунаковском,

Терсинском, Томь-Усинском, Мрасском) ресурсы оцениваются в 0,9– 3,2 трлн м3, а на отдельных перспективных площадях в 100–480 млрд м3.

ООО «Газпром добыча Кузнецк» владеет лицензией на право пользования недрами № КЕМ 14700 НР с целевым назначением: поиск, разведка и добыча метана угольных пластов и попутно других

углеводородов в пределах Южно-Кузбасской группы угольных месторождений. Площадь лицензионного отвода составляет 6 тыс. км2 до глубины 2 км, оценка ресурсов метана угольных пластов – 5,7 трлн м3.

К настоящему времени предприятие выполнило комплекс работ

по подготовке к пробной добыче метана в Кемеровской области. В частности, на территории Талдинского угольного месторождения пробурена параметрическая углеметановая скважина, подтвердившая высокие фильтрационные свойства угольных пластов. Пробурены и осваиваются семь разведочных скважин. Построена сеть линейных сооружений (трубопроводов) от скважин к газосборному пункту и автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). Начаты поисково-оценочные работы на следующем первоочередном участке – Нарыкско-Осташкинской площади.

Главный приоритет проекта – безопасность шахтерского труда. Добыча метана, которая будет вестись опережающе-параллельно

сдобычей угля, позволит существенно снизить высокую газоносность Кузбасских угольных пластов и минимизировать риск возникновения подземных взрывов.

Так как концентрация метана в каптированном газе, извлекаемом средствами шахтной дегазации, колеблется от 5–10 до 70–80 %, то возникает повышенная взрывоопасность при его утилизации в связи

срезкими колебаниями его теплотворной способности. Поэтому газ, извлекаемый средствами шахтной дегазации на шахтных полях, по технологичности уступает метану, добываемому газовым промыслом за пределами шахтных полей.

Газ, извлекаемый из угольных пластов (вне зон влияния горных работ) по технологиям газовового промысла, представлен в основном метаном (95–98 %) с примесью азота (3–5 %) и диоксида углерода.

67

Этот газ не содержит сернистых соединений и других вредных примесей, после отделения воды и одорирования его можно подавать потребителям. Использование этого газа практически ничем не отличается от использования традиционного природного газа для бытовых нужд населения, выработки тепла и электроэнергии, в металлургической и химической отраслях промышленности, а также в качестве моторного топлива в сжиженном и сжатом состояниях, поэтому в качестве основных товарных продуктов компании представлены метан угольных пластов, компримированный метан (КПГ) и электрическая энергия. Вся товарная продукция сертифицирована, соответствует требованиям действующих государственных и отраслевых стандартов, технических условий и контрактов, конкурентоспособна на внутреннем и внешнем рынках.

Освоение и эксплуатация метаноугольных скважин ввиду специфических особенностей требуют принудительного откачивания попутной пластовой жидкости. Только при условии полного осушения одновременно разрабатываемой группы продуктивных угольных пластов достигаются максимальные дебиты скважин.

Как правило, при завершении строительства скважин продуктивные пласты (до 8 эксплуатационных объектов в одной скважине) подвергаются дополнительной стимуляции посредством гидравлического разрыва пласта (ГРП). В связи с этим технология добычи метана из угольных пластов состоит из следующих основных этапов:

обустройство промплощадки и бурение скважины;

гидроразрыв угольного пласта;

осушение угольного пласта;

извлечение метана.

Пластовые воды, откачанные в ходе осушения пласта, скапливаются в специальном резервуаре на поверхности, затем используются повторно для нужд промысла. Следует отметить, что данная технология добычи метана угольных пластов не влияет на будущую шахтную разработку угольных пластов и устойчивость пород при проведении горных выработок, также не оказывает негативного влияния на состояние окружающей среды вблизи и на территории газового промысла.

При организации и проведении промысловой добычи метана из угольных пластов возможно решение экологических проблем, которые особенно актуальны в угледобывающих регионах, где совместное

68

влияние шахт, карьеров и промышленных предприятий (связанных с переработкой и использованием угля) существенно осложняет экологическую обстановку.

Взаимодействие газопромысловой и угледобывающей отраслей в угольных бассейнах следует рассматривать как благоприятную ситуацию. Дегазация шахтных полей не является самоцелью газового промысла, но в итоге получаемые деметанизированные угольные пласты – это положительный, социально важный для будущих шахт эффект, который снизит газоопасность добычи угля, сократит производственные расходы, повысит производительность и рентабельность будущих шахт.

Развитие такого уникального проекта, как добыча метана угольных пластов в Кузбассе, в перспективе обеспечивает:

охрану воздушного бассейна и улучшение экологической обстановки в регионе за счет сокращения выбросов в атмосферу метана и продуктов сгорания угля;

гарантии восстановления плодородия земли после завершения деятельности газовых промыслов;

комплекс предусмотренных мероприятий по охране поверхностных и подземных вод;

уменьшение газоопасности будущей подземной разработки угольных пластов в результате заблаговременной дегазации;

отсутствие негативных последствий промысловой добычи метана (с применением технологий гидроразрыва) на будущую шахтную разработку угольных пластов и устойчивость пород при проведении горных выработок;

ожидаемые незначительные потери угля, несущественные по сравнению со значимостью промысловой добычи метана.

Принимая во внимание вышесказанное, а также большие возможности развития промысловой добычи метана угольных пластов, организация его широкомасштабной добычи в Кузбассе является необходимой и экологически целесообразной.

Список литературы

1. О компании «Газпром добыча Кузнецк» [Электронный ре-

сурс]. – URL: http://kuznetsk-dobycha.gazprom.ru (дата обращения: 12.10.2015).

69

2.Кузнецкий бассейн – крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов / А.М. Карасевич, В.Т. Хрюкин, Б.М. Зимаков [и др.]. – М.: Изд-во Акад. горн. наук, 2001. – 62 с.

3.Зимаков Б.М., Натура В.Г., Хрюкин В.Т. Геологические перспективы добычи метана в Кузнецком бассейне. – М.: Геоинформмарк, 1992. – 92 с.

4.Угольная база России / под ред. В.Ф. Череповского. – М.:

Геоинформцентр, 2004. – Т. VI. – С. 430–453.

Об авторе

Валеева Ольга Айратовна – студентка кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политех-

нический университет, e-mail: Valeevaolga94@gmail.com.

70