Methane resources in the undermined strata: from hazard to valuable resource
Abstract
Relevance. Methane and toxic gases (carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen sulfide, radioactive emanations, etc.), deoxygenated air accumulate in the mined space of the closed coal mines. Aim. When mines are liquidated by flooding them (the so-called “wet” method), mine gases, one way or another, are displaced to the surface where they can serve both as a technogenic mineral and as a source of increased household and industrial danger. Methods. Currently recommended procedures to prevent methane penetration into buildings and structures: continuous ventilation, cementation of floors and basements, degassing by ditches and wells near buildings have a variable effect and do not guarantee safety due to a change in the nature of the movement of gas masses as a result of a subsequent increase in the surface of flooding of mine workings. In general, in the Eastern Donbas, it would be possible to organize coal gas production in the amount of 100 million m3/year, which would provide environmentally friendly fuel or electricity to all villages around closed gas coal mines and create jobs for former miners. Results. In particular, the calculation of the average intensity of gas emission per 1 m2 of the mined area of the mining allotment is given. The above calculation was made for the mining and geological values of the Eastern Donbas, which is mainly dominated by more gentle inclination angles of formations, low thickness of rock strata, the density of methane resources corresponds to 125 million m3/km2. It is worth noting that the Pechora basin has a density 1.5 times higher, and the Kuznetsk basin – 3 times more, and often reaches up to 10 times, but already at steep angles of incidence and multi-meter thickness of the beds, which means that the danger of gas saturation of buildings and structures in the mining allotment zone closed and flooded mine will be much higher. To date, the threat of gas contamination of buried buildings in the worked-out areas is declining, but the main problem is not excluded – the release of underground mine water to the surface and pollution of the hydraulic network with highly mineralized water.
References
Агаев Р.А., Власенко В.В., Дудля Е.Е., Клюев Э.С., Притула Д.А. Горно-геологические факторы добычи метана через поверхностные скважины пневмогидродинамическим воздействием. // Современные проблемы механики. – 2021. – № 44(2). – С. 127–133.
Архипов И.А. Проблемы мониторинга парниковых газов при открытой разработке угля. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2024. – № 4 (специальный выпуск 10). – 44 с.
Гамов М.И., Рылов В.Г. Динамические ресурсы метанообильных зон угольных месторождений Восточного Донбасса. // Материалы международной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России». Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2006. – С. 204–206.
Герике Б.Л., Леконцев Ю.М., Новик А.В. Компенсаторы подсоса воздуха в шахтных трубопроводах каптированного метана. // Горное оборудование и электромеханика. – 2024. – № 3(173). – С. 22–32. DOI: 10.26730/1816-4528-2024-3-22-32.
Коломенская В.Г. Состояние и проблемы развития минерально-сырьевой базы углей юга России. // Материалы международной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России». Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2006. – С. 220–223.
Коломенский Г.Ю., Гипич Л.В. Геоэкологические проблемы техногенных месторождений угольного ряда. // Материалы международной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России». Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2006. – С. 365–366.
Пинаев А.В., Пинаев П.А. Взрыв, детонация в смесях метан-водород-воздух, метанводород-воздух-взвесь угля. // Вестник научного центра ВОСТНИИ по промышленной и экологической безопасности. – 2022. – № 3. – С. 26–38. DOI: 10.25558/VOSTNII.2022.23.30.003.
Попов В.В. Проблемы поисков, разведки и промышленного освоения газоугольных месторождений юга России. // Материалы международной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России». Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2006. – С. 168–170.
Портнов В.С., Иманбаева С.Б., Рева Н.В., Габайдуллин Р.И., Асаинов С.Т. Об установлении степени влияния геологических факторов на метанообильность выемочных участков. // Труды университета. – 2021. – № 4(85). – С. 160–165. DOI: 10.52209/1609_1825_2021_4_160.
Проблемы и перспективы комплексного освоения минеральных ресурсов Восточного Донбасса. / Гл. редактор Г.Г. Матишов. – Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2005. – 190 с.
Труфанов В.Н., Гамов М.И., Рылов В.Г., Майский Ю.Г., Труфанов А.В. Углеводородная флюидизация ископаемых углей Восточного Донбасса. Ростов-на-Дону: РГУ, 2004. – 272 с.
Труфанов В.Н., Труфанов И.В. Проблема освоения ресурсов угольного метана Восточного Донбасса. // Материалы международной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России». Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2006. – С. 240–242.
Угольная база России. Т. 1. Угольные бассейны и месторождения Европейской части России (Северный Кавказ, Восточный Донбасс, Подмосковный, Камский, Печорский бассейны, Урал). М.: Геоинформмарк, 2000. – 483 с.
Федотов С.М. Зоны скопления метана угольных месторождений: условия локализации, проявления, практическое значение. // Труды РАНИМИ. – 2024. – № 2(40). – С. 85–100.
Kursunoglu N., Ankara H. Application of statistical process control to monitor underground coal mine fires based on CO emissions. // Combustion science and technology. – 2024. – Vol. 196. No 1. – pp. 142–159. DOI: 10.1080/00102202.2022.2145558.
Peng S., Zuo S., Wu G., Wang C., Liao Y., Tian F.D. Title: Research status and trend of coal and gas outburst: а literature review based on VOSviewer. // International Journal of Oil, Gas and Coal Technology. – 2023. – Vol. 33. No 3. – pp. 248–281. DOI: 10.1504/IJOGCT.2023.131646.
Shao HE., Han F., Si J.U., Zhang JU., Li W. Inorganic thixotropic gel for controlling coal spontaneous combustion through the prevention of air leakage. // Combustion science and technology. – 2024. – Vol. 196. No. 1. – pp. 116–141. DOI: 10.1080/00102202.2022.2065202.
English
Русский
