Анотація до роботи:

Інкін О.В. Обґрунтування фізико-хімічних параметрів формування і управління вуглеводневими зонами при підземній газифікації бурих вугіль. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02. – “Підземна розробка родовищ корисних копалин”. – Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертація присвячена встановленню домінуючих фізико-хімічних факторів, що визначають динаміку формування вуглеводневих зон в породах покрівлі підземного газогенератора и обґрунтуванні технологічних заходів з видобутку рідких продуктів газифікації.

Для обґрунтування параметрів гідродинамічного видобутку рідких вуглеводнів, акумульованих в покривних породах, використано комплексний підхід, який включає аналіз фактичних даних про витоки газу на станціях ПГВ; фізичне моделювання динаміки формування вуглеводневих зон; комплекс спеціальних лабораторних аналізів; математичне моделювання масопереносу продуктів газифікації.

За результатами фізичного і математичного моделювання процесу ПГВ встановлені закономірності накопичення продуктів газифікації та визначені розміри і форма вуглеводних зон, що формуються в породах покрівлі підземного газогенератора.

Обґрунтований порядок розкриття та вигазовування ділянки вугільного пласта, який передбачає також відбір рідких продуктів газифікації з вигазованого простору і дозволяє підвищити рентабельність і ефективність ПГВ.

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій вирішена актуальна науково-прикладна задача встановлення закономірностей прояву домінуючих фізико-хімічних факторів, які визначають динаміку формування вуглеводневих зон над газогенератором при вигазовуванні пластів бурого вугілля, що дозволило обґрунтувати технологічні заходи щодо видобутку й використання залишкових продуктів газифікації.

Основні науково-практичні результати дисертаційної роботи полягають у наступному.

1. Встановлено, що насичення рідкими продуктами газифікації й формування вуглеводневих зон у покрівлі газогенератора відбувається внаслідок випадання конденсату з газової фази при різкій зміні термобаричних умов, що формує зони потужністю до 0,5 м з твердими вуглецевими включеннями, до 2,5 м – з вуглеводневим конденсатом та покривну зону з фільтрацією газу.

2. Продукти газифікації, як складові процесу ПГВ, досліджені в динаміці з двох позицій – перетворення й накопичення в породах покрівлі вугільних пластів і їх подальшого витиснення з пор порід потоком підземних вод у вигазований простір з наступним транспортуванням на денну поверхню.

За допомогою методів ASTM і електронного парамагнітного резонансу з еталонними парамагнітними властивостями органічних речовин визначена насиченість покривних порід продуктами газифікації, а також визначено їх компонентний склад з диференціацією у фракціях однойменних вуглеводневих груп.

3. Показано, що зменшення проникності й збільшення водонасиченості покривних порід призводить до зниження динамічних параметрів і температури газу, що підвищує насиченість конденсатом і зміщує зону його накопичення в покрівлі до породного контуру підземного газогенератора.

4. Обґрунтовано фізико-математичну модель фільтрації газової й рідкої фаз продуктів газифікації в процесі вигазовування пластів бурого вугілля, що дозволяє обґрунтувати технологічні заходи, спрямовані на ліквідацію вуглеводневих зон, з додатковим видобутком корисних продуктів.

5. Доведено, що після припинення подачі дуття в газогенератор підземні води з верхніх водоносних горизонтів проникають у шар породної покрівлі, насичений рідкими продуктами газифікації, і витісняють їх у вигазований простір протягом 12…15 діб. На цій основі обґрунтовано технологію ПГВ з відбором вуглеводневих продуктів із вигазованого простору, яка відображає послідовність розробки вугільного пласта на всіх етапах від збійки свердловин до відкачування суміші. Ця технологія дозволить отримувати рідку й газову фази продуктів газифікації, а також ліквідувати аномальні концентрації вуглеводнів у породах покрівлі.

6. Визначено технологічні параметри ерліфта, що забезпечують відбір рідких продуктів газифікації з вигазованого простору в раціональному режимі його роботи з мінімумом витрат енергії. Обґрунтована послідовність переробки видобутих продуктів газифікації на станції ПГВ забезпечує їх стабілізацію й термохімічну перегонку з подальшим використанням для виробництва палива й низки цінних хімічних продуктів.

Оцінюваний економічний ефект за рахунок комплексного використання рідкої й газової фаз продуктів газифікації, а також мінімізації наслідків витоків газу на покривні породи становить 0,515 млн. грн/рік.

Публікації автора:

1. Инкин А.В. Механизм образования рассеянной органики в угленосных отложениях / И.А. Садовенко, А.С. Поляшов, А.В. Инкин, П.Н. Петриченко, В.В. Тишков // Сб. научн. тр. НГАУ. – 2000. – № 10. – С. 175-178.

2. Инкин А.В. Подземная гидроэлектростанция как экологический и энергетический регулятор / И.А. Садовенко, Ю.Т. Разумный, В.П. Пустовойтенко, А.В. Инкин // Уголь Украины. – 2002. – № 5. – С. 32-34.

3. Инкин А.В. Исследование процесса миграции продуктов газификации в водонасыщенных породах / И.А. Садовенко, А.С. Поляшов, А.В. Инкин // Зб. наук. праць НГУ. – 2006. – № 25. – С. 103-107.

4. Инкин А.В. Моделирование фильтрации продуктов газификации в покрывающих породах / И.А. Садовенко, А.В. Инкин // Науковий вісник НГУ. – 2007. – №3. – С. 11-15.

5. Пат. 39281 А Україна, МПК Е 21В10/26, Е 21В10/32. Пристрій для розширення свердловини / Є.Ф.Гаврич, О.В. Інкін; заявник та патентовласник Національна гірнича академія України. – № 99073970; заявл. 13.10.99; опубл. 15.06.01; Бюл. № 5.

6. Инкин А.В. Управление гидрогеохимическим фоном при ведении горных работ / И.А. Садовенко, П.Н. Петриченко, В.И. Тимощук, В.В. Тишков, А.В. Инкин // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы комплексного освоения горнодобывающих регионов». – Днепропетровск-Кривой Рог, – 2003. – С.65-71.

7. Инкин А.В. Экспериментальные исследования механизма фильтрации продуктов газификации / И.А. Садовенко, А.С. Поляшов, А.В. Инкин // Гірничодобувна промисловість України і Польщі: Актуальні проблеми і перспективи: Матер. Українсько-Польського форуму гірників – 2004. – Дніпропетровськ: НГУ, 2004. – С. 598-603.

8. Инкин А.В. Моделирование процесса вытеснения продуктов газификации из кровли подземного газогенератора / И.А. Садовенко, А.В. Инкин // Матер. міжнар. конф. „Форум гірників – 2006”. – Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2006. – С. 117 – 122.

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві:

[1] –проведення й аналіз результатів експериментів; [3,7] – аналіз розподілу продуктів газифікації в покривних породах, вивчення їх компонентного складу; [4,8] – ідея, чисельне моделювання фільтрації продуктів газифікації.