Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Роль малых и средних месторождений полезных ископаемых в формировании устойчивого развития региона 11
1.1. Современное состояние минерально-сырьевого сектора и социально-экономическое развитие России 11
1.2. Региональные особенности функционирования местного минерально-сырьевого комплекса 35
1.3. Обоснование и выбор критерия энергетической и сырьевой безопасности региона с учетом развития регионального минерально-сырьевого комплекса на базе малых и средних месторождений 40
Краткое заключение по главе I 67
Глава 2. Основные направления стратегии использования местных георесурсов в границах подмосковного угольного бассейна 68
2.1. Анализ исторически сложившихся производительных сил региона как основа для разработки стратегии его развития 68
2.2. Основные направления и стратегия дальнейшего развития бассейна 74
2.3. Научное обоснование основных направлений стратегии развития минерально-сырьевого комплекса в границах Подмосковного угольного бассейна 78
Краткое заключение по главе II 82
Глава 3. Диверсификация горного производства как основное направление стратегии освоения местных минерально-сырьевых ресурсов 84
3.1. Анализ состояния вопроса в области изучения и организации диверсификации 84
3.2. Особенности проведения и направления диверсификации в условиях реформирования экономических отношений 92
3.3. Анализ методов финансового оздоровления и направления их совершенствования для выбора стратегии диверсификации 97
3.4. Особенности диверсификации в горной промышленности и основные направления диверсификации горных предприятий в Тульской области 108
3.5. Выбор критерия и обоснование показателей оценки диверсификации горных предприятий 120
Краткое заключение по III главе 126
Глава 4. Разработка новой технологической политики и стратегии для существующих в Тульском регионе минерально-сырьевых комплексов 128
4.1. Вскрытие и разработка малых и средних угольных месторождений 128
4.1.1. Краткая характеристика проектных решений шахты «Обидимская» 129
4.2. Новая концепция разработки месторождений со сложными гидрогеологическими
условиями 134
4.2.1. Основные положения новой концепции 134
4.2.2. Анализ гидрогеологических условий эксплуатации шахт «Никулинская» и «Бельцевская» 136
4.2.3. Причины и механизм прорыва воды и затопления шахты "Бельцевская" 139
4.2.4. Дренаж шахтного поля и использование подземных вод для питьевого и хозяйственного водоснабжения населения 143
4.3. Технология переработки угля и производства электрической и тепловой энергии 147
4.3.1. Технология получения гранулированного угля 147
4.3.2. Разработка котлоагрегатов малой мощности для сжигания подмосковного угля в кипящем слое 152
4.3.3. Производство электрической и тепловой энергии на основе газификации низкокачественных углей и углесодержащих отходов , 155
4.3.4. Технология производства гуминовых препаратов 160
4.4. Научное обоснование и разработка технологии подземной добычи и переработки известняков 165
4.4.1. Горно-геологические условия разработки известняков 165
4.4.2. Обоснование параметров камерно-столбовой системы разработки 170
4.4.3. Технология выемки и переработки известняка 178
4.4.4. Методика региональной и отраслевой оценки экономической эффективности добычи известняка 180
4.5. Обоснование подземной разработки каменной соли 187
4.5.1. Запасы каменной соли 187
4.5.2. Технология разработки месторождения 188
4.5.3. Технико-экономические показатели добычи соли 193
4.6. Обоснование эффективности щитового способа проведения магистральных
выработок 194
4.6.1. Методика и результаты натурных исследований работы блочной крепи 198
4.6.2. Несущая способность и область применения блочной крепи 201
4.6.3. Эффективность щитового способа сооружения горных выработок 207
4.7. Технология разработки и переработки фосфоритовой руды 210
4.7.1. Технология разработки и первичного обогащения фосфоритовой руды 210
4.7.2. Вторичная переработка руды и получение фосфоритной муки 211
4.7.3. Оценка эффективности добычи и переработки фосфоритов 215
4.7.4. Потенциальная возможность переработки отходов ОФ
разреза «Кимовский» 216
4.8. Программа вторичного использования горных выработок закрываемых шахт и остаточных выработок карьеров 218
4.8.1. Общие положения 218
4.8.2. Направления вторичного использования горных выработок 219
4.8.3. Прогнозная технико-экономическая оценка использования выработанного пространства и горных выработок 220
4.8.4. Использование остаточных выработок разрезов для захоронения твердых бытовых отходов 224
Краткое заключение по IV главе 230
Глава 5. Технико-экономические показатели функционирования Подмосковного угольного бассейна 232
5.1. Минерально-сырьевой комплекс Подмосковного угольного бассейна 232
5.2. Основные направления использования полезных ископаемых, приуроченных к Подмосковному угольному бассейну 247
5.3. Разработка алгоритма, математической модели оценки использования регионального горнодобывающего комплекса 279
Краткое заключение по главе V 285
Глава 6. Совершенствование хозяйственного механизма управления развитием местного горного предпринимательства 286
6.1. Зарубежный опыт структурной перестройки 286
6.2. Анализ политики реструктуризации угольной промышленности России и результаты ее реализации 288
6.3. Направления совершенствования механизма управления местными георесурсами 296
6.3.1. Роль малого и среднего бизнеса в совершенствовании управления горным предпринимательством 307
6.3.2. Описание предлагаемой холдинговой структуры управления ресурсами Подмосковного угольного бассейна 312
Краткое заключение по главе VI 330
Заключение 332
Список использованной литературы 334
- Обоснование и выбор критерия энергетической и сырьевой безопасности региона с учетом развития регионального минерально-сырьевого комплекса на базе малых и средних месторождений
- Научное обоснование основных направлений стратегии развития минерально-сырьевого комплекса в границах Подмосковного угольного бассейна
- Особенности диверсификации в горной промышленности и основные направления диверсификации горных предприятий в Тульской области
- Дренаж шахтного поля и использование подземных вод для питьевого и хозяйственного водоснабжения населения
Обоснование и выбор критерия энергетической и сырьевой безопасности региона с учетом развития регионального минерально-сырьевого комплекса на базе малых и средних месторождений
Важная качественная особенность воспроизводственного процесса на современном этапе обусловлена новым этапом взаимодействия природы и общества, обострением экологических проблем, которые требуют незамедлительного решения среди прочих и экономическими мерами. Разработка вариантов повышения отдачи минерально-сырьевого комплекса предполагает обязательный учет социально-экономических показателей в соответствии с общепринятыми принципами ценообразования при учете продукции по количеству и качеству. Исследования показали, что существующие недостатки в развитии минерально-сырьевого комплекса в значительной степени обусловлены недостаточным методологическим и научно-методическим обеспечением экономико-экологической оценки минерально-сырьевого комплекса про-мышленно-освоенных территорий, что связано с недооценкой роли ископаемых ресурсов и ресурсов окружающей среды в воспроизводственном процессе и процессе создания совокупной стоимости и полученных эффектов, отражающих реально существующие общественные (совокупные) предпочтения.
Территориальные аспекты развития минерально-сырьевого комплекса обусловлены: - ролью минерально-сырьевых ресурсов как материального источника производства, а следовательно и материального состояния, и как фактора, в значительной мере формулирующего экологические условия жизни или товар " окружающая среда" на определенной территории; территориальной дифференциации, пространственной привязкой минеральных ресурсов; многообразием хозяйственных сфер, связанных с потреблением полезных ископаемых.
Специфичность минерально-сырьевого комплекса состоит в том, что она включает производство использующее в основном местные территориальные ресурсы и в то же время, удовлетворяющее не только местные, но и общегосударственные потребности. Этим обусловлена необходимость сочетания отраслевой и территориальной оценки минерально-сырьевого комплекса с усилением территориального фактора.
Развитие предприятий с учетом комплексности природопользования особенно важно в условиях роста безработицы, поскольку порождает экономические предпосылки для создания новых рабочих мест на предприятиях, занятых переработкой и утилизацией отходов и производством оборудования и технологий для защиты окружающей среды.
Результаты исследуемой проблемы используются в методологии и практике «науки о территориальной организации производства и территориальном общественном разделении труда», задача которой заключается в том, чтобы «обоснованно и экономически оправдано взаимно увязать размещение природных богатств и трудовых ресурсов, оптимально сочетая центры концентрации природных ресурсов, населения и потребления с центрами производства».
В одной из первых отечественных монографий Некрасова Н.Н. [138], поиски научно-обоснованного соотношения в системе «человек-хозяйство - природа» признаны в числе основных перспективных научных направлений, «определяющих рациональную организацию естественной среды в макрорегионах и экономических районах на основе размещения производства по районам страны и новых методов производственной технологии, сохраняющих природную среду».
В нашей стране региональная экономика зарождалась в недрах экономической географии, "от территории". В трудах известных классиков экономической географии Н.Н. Баранского, Н.Н.Колосовского [138] и их последователей центральное место в построении концепций занимал "природный фактор".
Другой основоположник региональной зарубежной экономики - А.Вебер [69] ввел понятие «фактор размещения» и выделил в качестве главного фактора - минимум издержек производства, обратив внимание на естественную убыль ресурса в процессе его переработки, он доказал важность данного фактора в размещении ряда производств.
Благодаря И. Тюненену и В.Веберу [69], зарубежная региональная наука приобрела два основных методологических подхода, определивших развитие соответствующих направлений: с одной стороны, моделирование пространственных процессов с использованием фундаментальных законов материального мира, в том числе законов экономики (дифференциальная рента), с другой - поиск специфических закономерностей размещения и функционирования хозяйства.
Отсюда важнейшим условием эффективного прогнозирования и планирования становится разработка целевых региональных программ освоения местных минерально-сырьевых ресурсов.
Неравномерность регионального развития относят к первичным, фундаментальным территориальным процессам и издавна привлекает к себе внимание экономистов и географов. Существует множество подходов к анализу и интерпретации различных региональных процессов Одни специалисты - и их большинство -разделяют территориальные экономические процессы на два типа: концентрацию и деконцентрацию. Другие считают, что это один процесс с разной интенсивностью протекающий в разных местах и регионах- концентрация
В ряду классических факторов регионального развития непрерывно возрастает роль водного и энергетического фактора. Водный фактор усиливается постепенно и в полной мере начинает осознаваться только в последние годы. Темпы роста народного хозяйства опережают темпы водного благоустройства, и напряженность водохозяйственного баланса в ряде районов перерастает в дефицит воды. При этом рост дефицита воды обусловливается не только количественной недостачей, но и загрязнением вод промышленными и коммунальными стоками.
Энергетический фактор давно является "предметом научных исследований. Известные исследователи энергетического фактора в жизнедеятельности человека Г.Одум и Э.Одум [154] считают, что "энергия - мера всего. Она измеряет потенциальную способность осуществления будущих процессов и скорость их наступления. Общий результат завершенных процессов измеряется использованной энергией".
Широко известны понятия об энергопроизводственных циклах Колосовского, энергетике систем, биоэнергопотенциале и т.д.
Главная особенность регионального развития минерально-сырьевой базы- потенциальная многовариантность ее развития, что предъявляет особые требования к методологии оценки минерально-сырьевого комплекса и к аналитическим и практическим исследованиям всех технико-экономических и социально-экологических параметров функционирования минерально-сырьевого комплекса.
Так, Центральная Россия занимает 18.1 % территории страны, где проживает более 40 % населения и сосредоточено около 50 % ее промышленного производства. За последние 30 лет численность сельских жителей сократилась более, чем на 25 млн. чел., это - экономически доступная зона.
Научное обоснование основных направлений стратегии развития минерально-сырьевого комплекса в границах Подмосковного угольного бассейна
Стратегия развития народного хозяйства, предусматривающая переход к новым рыночным отношениям, предоставила предприятиям реальную самостоятельность в выборе направлений и видов предпринимательской деятельности.
В соответствии с Законом РФ «О предприятиях и предпринимательской деятельности», где в главе 4 ст. 21 сказано: «Предприятие осуществляет свою деятельность во всех сферах и отраслях народного хозяйства... Предприятие может осуществлять любые виды деятельности, предусмотренные его Уставом, если они не запрещены законодательством РФ и входящих в его состав республик».
В экономической литературе к настоящему времени сложилась достаточно развитая система представлений о возможном развитии отечественной экономики. Взгляды экономистов от глубоко пессимистических до абсолютно оптимистических базируются, как правило, на одном общеизвестном и достаточно хорошо изученном факторе -богатстве и обеспеченностью внутренними ресурсами, как базиса для любого развития экономики общества.
Основное богатство нашей страны, как известно, это природные ресурсы. Именно поэтому, минерально-сырьевой сектор признан большинством экономистов как одна из наиболее надежных «точек роста» российской экономики. Однако внешние условия, в которых горным предприятиям приходится функционировать в переходный период являются дискриминационными, вследствие объективных отраслевых особенностей и неоправданно высоких налогов, действующих в настоящее время в минерально-сырьевом секторе. Поэтому диверсификация горных предприятий является на сегодня едва ли не единственной возможностью противостояния внешним макроусловиям.
Реформирование экономических отношений, которое, с одной стороны, дает предприятию полную свободу действий, с другой - стало фактором, обусловившим почти полное отсутствие ответственности управленческих органов за качество принимаемых решений. Именно поэтому в условиях кардинального изменения экономических отношений предприятия должны рассматривать диверсификацию как один из методов стратегии выживания и оздоровления, хотя в само понятие «диверсификации» современные ученые вкладывают весьма различное понимание. В качестве иллюстрации к вышесказанному приведем несколько вариантов интерпретации явления диверсификации. Одна группа ученых под диверсификацией предпринимательской деятельности понимает распределение усилий и капиталов между разными видами деятельности, непосредственно связанными друг с другом. Другая - дает определение диверсификации, как «одного из направлений экономической стратегии производственного предпринимательства, имеющего цель расширить сферу деятельности предприятия путем выпуска новых товаров, которые не связаны с основной специализацией, на тех же производственных площадях с использованием имеющегося оборудования и с тем же перечнем основных материалов за внутрипроизводственных резервов». Некоторые ученые - экономисты под диверсификацией понимают «любое изменение (увеличение и уменьшение) числа видов деятельности», трактуемых достаточно широко - как отрасль в классификации, принятой Госкомстатом. Все они имеют совершенно различный смысл в зависимости от того, как интерпретировано явление: как способ расширения номенклатуры, как инструмент антикризисного управления или же как способ автономного развития различных видов предпринимательской деятельности. В этой связи, мы считаем, что эти определения можно дополнить группой "инструментальной" диверсификации, которая предполагает, что предприниматель использует различный набор или сочетание внешних и внутренних факторов роста для максимизации эффектов (прибылей), как инструмент антикризисного управления. Принципиальное различие понятий диверсификации в широком и узком смысле позволяет нам определить альтернативные варианты диверсификации. Трем направлениям движения капитала д, направляемого на диверсификацию, соответствует три формы его существования - денежная, товарная и производственная. При достаточной величине д теоретически и практически возможным становится одновременное распределение д между тремя формами существования капитала. Тогда д будет функционировать, во-первых, в сфере движения финансов - Ф, во-вторых, в сфере производства услуг и непроизводственной сфере - У и в-третьих, в сфере материального производства - П, Это распределение д можно назвать параллельным, поскольку оно связано со способом, который денежный доход предприятия делит на процент и прибыль. Здесь д функционирует как активный капитал в соответствии с обособившимися формами существования и подчиняется законам финансового, товарного и промышленного обращения. Сфера предпринимательской деятельности - Ф, У и Л эволюционно развиваются на основе общественного разделения труда. Одновременное распределение д на конкретные виды деятельности внутри отдельных сфер можно назвать последовательным, оно связано со способом, которым д распределяется внутри конкретной сферы деятельности и характеризуют видовые признаки.
Понимание как последовательного, так и параллельного распределения д является ключевым моментом в определении различий между общим и конкретным толкованием содержания процесса диверсификации.
Параллельное распределение, по нашему мнению, будет определять структуру материального и нематериального производства внутри предприятия и характеризовать способности предпринимательства вообще (способности выгодно для предприятия распределить и соединить факторы производства, выгодно их реализовать). Последовательное распределение - характеризует структуру деятельности предприятия и, как следствие, - структуру ассортимента продукции, выпускаемой в рамках движения финансов (Ф), производства услуг (У) и сфере материального производства (II).
Нами доказано, что между специализацией и диверсификацией существует диалектическое противоречие как взаимодействие между взаимообусловленными и взаимосвязанными противоположностями внутри единого объекта. Диверсификация не предполагается, а выдвигается или обусловливается специализацией горного производства, потому что диалектическое противоречие между двумя объективно существующими сторонами одного процесса не исключает друг друга. Следует различать концентрическую диверсификацию, то есть пополнение ассортимента изделий, которые похожи на товар, уже выпускаемый предприятием - ископаемые ресурсы - для горного предприятия. Горизонтальная диверсификация представляет собой пополнение ассортимента изделий, не похожих на товар уже выпускаемый, но интересный для соответствующих потребителей.
Особенности диверсификации в горной промышленности и основные направления диверсификации горных предприятий в Тульской области
При выполнении анализа гидрогеологических условий эксплуатации шахт «Никулинская» и «Бельцевская» использованы материалы [79, 96, 97, 112, 148, 149, 157, 160-162].
В пределах месторождений снизу-вверх по разрезам выделяется ряд водоносных горизонтов и относительных водоупоров, способных оказать существенное влияние на условия их разработки.
Бобриковский горизонт, в пределах которого развит угольный пласт, подстилается упинским водоносным горизонтом. Последний сложен глинистыми известняками с преобладающей мощностью 18-22 м. По данным одиночных опробований и результатам решения обратной задачи [148] значение коэффициента фильтрации здесь колеблется от 0,05-0,10 м/сут до 0,5-1,5 м/сут. Водоносный горизонт напорный, пьезометрическая поверхность устанавливается на отметках 158-161 м абс. Фильтрационные свойства бобриковских глин невысоки: значение коэффициента фильтрации, по данным лабораторных исследований, составило менее 10" м/сут, а по данным моделирования - 10"б-2х10 4 м/сут.
Прослои и линзы песков данного горизонта на 75-90 % представлены частицами, диаметр которых не превышает 0.05-0.25 мм, среди них количество пылеватых частиц составляет 0.6-41 %, а глинистых - до 29 %. Водоотдача песков изменяется от 10 % до 20 %, с преобладанием 12-15 %. Пески способны к деформациям плывунного характера.
Тульский водоносный горизонт повсеместно представлен переслаиванием мелкозернистых пылеватых песков и известняков, реже глин и пропластков углей. Мощность горизонта не превышает 10-11 м. Значение коэффициента фильтрации песков по лабораторным испытаниям образцов колеблется от сотых долей до первых единиц м/сут. Удельный дебит по данным откачек не превысил 0.33 м3/час. Горизонт напорный. Водоносный горизонт повсеместно перекрывается тульскими глинами. Преобладающие значения мощности глин составляют 6-15 м, реже (на флангах месторождения) 1,5-3,0 м. Средние значения мощности глин на 85 % площади месторождения составляют 9 м. Глины гидрослюдистые, реже гидрослюдисто-каолинитовые. Значение коэффициента фильтрации по данным лабораторных испытаний не превышают 10"6 м/сут, а по результатам решения обратной задачи [37, 67] - 0.0001-0.0005 м/сут (в долинах рек) и 5x10" м/сут - на водоразделах.
Над Тульскими глинами развит водообильный Тарусско-Окский горизонт. Водо-вмещающие породы горизонта представлены трещиноватыми и закарстованными известняками, в основании которых залегает сравнительно маломощный слой мелкозернистых песков. Суммарная мощность двухслойного горизонта составляет 30-37 м, в том числе обводненная мощность известняков изменяется от 25 до 33 м. Мощность песков колеблется от 1-2 м до 7-9 м.
Водоносный горизонт безнапорный. Глубина залегания первоначального уровня равна 27-35 м. Поток подземных вод направлен с юго-запада на северо-восток к р. Осетр, являющейся магистральной дреной горизонта.
От кровли отрабатываемого угольного пласта Тарусско-Окский горизонт отделен толщей тульских отложений мощностью 30-35 м, в которых, как правило, преобладают водоупорные породы. При этом наиболее выдержанный слой глинистых отложений приурочен к непосредственной почве горизонта и имеет минимальную мощность порядка 6 м, максимальную - до 16 м. Верхним водоупором горизонта являются мезозойские глины и четвертичные суглинки с максимальной мощностью (на водоразделах), не превышающей 20 м.
Фильтрационные свойства известняков варьируют на площади месторождений в весьма широких пределах: от десятых долей м/сут. до 42 м/сут. Средний коэффициент фильтрации известняков по данным геологического отчета для месторождения в целом равен 11.5 м/сут. [79]. В то же время, на площади выемочных лав 1-го пускового комплекса ш. «Бельцевская» средняя его величина почти вдвое выше и равна 19 м/сут. Эта величина подтверждается также проведенной институтом «СПб-Гипрошахт» обработкой результатов водопонижения, выполненного непосредственно в течение 1986-1990 гг.
Основные гидрогеологические параметры Тарусско-Окских известняков и окских песков оцределялись на основе фактических данных эксплуатационного водопонижения на площади лав 1-го пускового комплекса. Оценка коэффициента фильтрации известняков производилась с помощью численного моделирования методом подбора [112, 160]. В основу расчетов были положены фактические данные о работе водопо-нижающих скважин в пределах трех первоочередных выемочных лав. По данным моделирования получен коэффициент фильтрации известняков, равный 19 м/сут.
Фильтрационные характеристики окских песков уточнялись на основе фактических данных о работе восстающих скважин, сооруженных из юго-восточного главного откаточного штрека ш «Бельцевская». Как показали результаты расчетов, коэффициент фильтрации песков изменяется в пределах 0,5-1,5 м/сут.
Следует, однако, отметить, что указанные значения коэффициента фильтрации известняков получены при представлении водоносного горизонта в виде однородного и изотропного пласта, в действительности же по совокупности литологических особенностей, условий осадконакопления, тектонических и посттектонических процессов он расчленяется на четыре пачки.
Нижняя пачка (Алексинский горизонт) известняков, общей мощностью от 12 до 20 м, представлена массивными, очень крепкими и слаботрещиноватыми известняками. Залегают они мощными (до 1.0-1.5 м) слоями, разделенных прослоями (10-20 см) глинистого известняка или известковисто-глинистой массой. Преобладающая средняя мощность известняков алексинского горизонта в пределах месторождений составляет 15 м. Третья пачка (Михайловский горизонт) представлена массивными, крепкими, но более трещиноватыми (по сравнению с нижележащими алексинскими) известняками, перемежающимися прослоями мягких пластичных глин. Мощность горизонта изменяется от 2-3 м до 16 м. Вторая пачка (Веневский горизонт), имеющая повсеместное распространение, представлена сильно раздробленными и местами закарстованными известняками. Мощность горизонта составляет в среднем 8-10 м.
Верхняя пачка (Тарусский горизонт) сложена трещиноватыми и закарстованными известняками линзовидных залежей, разделенных размывами мезозойского и послет-ретичного времени. В пределах месторождения тарусские известняки находятся практически в осушенном состоянии, и обводняются только в период паводков.
Таким образом, можно с уверенностью предположить, что определенные в процессе опытных опробований фильтрационные параметры в большей степени должны распространяться на верхнюю часть комплекса (Веневский горизонт) мощностью 8-10 м. Следовательно, значения коэффициента фильтрации верхней части горизонта могут составлять порядка 30-100 м/сут, суммарная проводимость известняков составляет 250-600 м3/сут.
Дренаж шахтного поля и использование подземных вод для питьевого и хозяйственного водоснабжения населения
Целью предлагаемой технологии, предусматривающей использование разработанной совместно с Исследовательским Центром им. М.В.Келдыша и Институтом Химической Физики РАН [162], является переработка и ликвидация углесодержащих отходов шахт, карьеров и обогатительных фабрик, результатом чего является эффективное экологически чистое производство электрической и тепловой энергии. Перерабатываемые твердые топлива: низкокачественные высокозольные и высоковлажные бурые угли и отходы угледобывающих и углеобогатительных предприятий.
Подтверждением возможности оперативного создания такой энергетической системы является отечественный опыт создания в 50-х годах газогенераторной станции в городе Щекино, Тульской области. Первая очередь этой станции, работавшей по технологии парокислородной газификации в плотном слое с сухим золоудалением на буром угле Подмосковного бассейна, была введена в действие с целью снабжения Москвы синтез-газом для бытовых нужд. Производительность введенной в действие станции по углю составляла около 90 т/час с производством "чистого" горючего газа теплотворной способностью 3766 ккал/м3 в количестве 57 250 м3/час. Система очистки получаемого газа позволяла одновременно производить около 3,4 т/час товарных смол и 1,1 т/час бензина.
Основные принципы переработки и производства энергии включают: паровоздушную газификацию в плотном слое с сухим золоудалением и получением горючего газа с теплотворной способностью 3,5-6,0 МДж/м3; очистку получаемого газа от конденсированных частиц и вредных газообразных компонентов до уровня, отвечающего современным нормам на дымовые выбросы; эффективное сжигание очищенного газа в энергетических устройствах; применение высокоэффективных современных энергетических агрегатов, работающих на газовом топливе (газовые турбины, газовые котлоагрегаты); ведение процесса газификации при оптимальном уровне давления с учетом комплекса используемого в конкретной установке энергетического оборудования и оборудования очистки газов. Предлагаемая технология газификации реализует энергетический КПД переработки низкосортного угля и углеотходов в горючий газ на уровне 75-95%. Это позволяет энергетически эффективно перерабатывать угли и углесодержащие отходы с содержанием золы до 85 % и влажностью до 60 %.
Конечной целью предлагаемой технологии является создание безотходных угледобывающих и обогатительных предприятий и производство высококачественных энергоносителей из углесодержащих отходов, также - ликвидация существующих отвалов углесодержащих пород.
Исследовательским Центром М.В. Келдыша разработано методическое обеспечение процесса газификации, включающее определение свойств перерабатываемых углей и углесодержащих отходов стандартными методами, прогнозирование параметров газификации различных видов углей и углесодержащих отходов на основе расчетного моделирования, и определение параметров процесса газификации различных видов перерабатываемых материалов на основе экспериментального оборудования (лабораторные реакторы низкого и высокого - до 10 МПа - давления).
Разработана и введена в эксплуатацию опытная крупномасштабная установка по паро-воздушной газификации различного рода углей и углесодержащих отходов производительностью 300-500 кг/час, работающая в диапазоне давления от 0.1 до 8 МПа.
Установка предназначена для определения действительных параметров газификации углей и получаемого горючего газа и отработки промышленного технологического регламента газификации конкретных углей или отходов применительно к условиям промышленного использования. Установка включает систему подачи газифицирующих агентов, систему вывода горючего газа и обеспечения заданного уровня давления газификации, дожигатель горючего газа, автоматизированную систему контроля процесса газификации и систему управления процессом.
Энергообеспечение на основе автономных энергетических установок на базе газификации низкосортных углей и отходов
Разработана программа энергообеспечения удаленных населенных пунктов на основе предлагаемой технологии газификации которая реализует возможность наиболее целесообразного территориального размещения отдельных блоков энергетической системы в зависимости от местных условий относительного расположения угольного месторождения и потребителей тепловой и электрической энергии. Это обеспечивается технологической возможностью разделения системы энергообеспечения, в частности, единичного модуля такой системы - автономной энергетической установки, на газогенераторный (газогенераторная станция) и энергетический (газовые котельные, газовые котлоагрегаты с паротурбинными энерго-агрегатами, газотурбинные энергоагрегаты) блоки, связанные магистральным трубопроводом подачи низкокалорийного горючего газа.
Указанное предложение позволяет - практически полностью исключить дорогостоящую транспортировку угля от места добычи к потребителю; - применить экономически эффективную трубопроводную транспортировку горючего газа и газораспределительные сети для подачи горючего газа отдельным потребителям; - использовать в составе единой системы энергообеспечения большого количества периферийных энергоагрегатов малой мощности, позволяющих существенно сократить протяженность тепловых сетей и соответствующие потери тепловой энергии; существенно сократить затраты на подготовку угля и углесодержащих отходов к переработке на газогенераторной станции; организовать производство новой дополнительной продукции в виде гудрона, горючих смол и газового бензина, что особенно важно в условиях удаленных сельских регионов; наиболее полно обеспечить требования по охране окружающей среды. Исследовательским Центром М.В. Келдыша выполнены проектные проработки энергетических установок, которые строятся по модульному принципу, исходя из единичной мощности применяемого энергоагрегата, на обеспечение производительности которого используется один или несколько реакторов. При выборе энергооборудования для комплектации энергетических установок основными требованиями являются следующие: наличие серийно выпускаемого оборудования необходимой мощности; - возможность использования этого оборудования для работы на низкокалорийном горючем газе, получаемом при паро-воздушной газификации, с минимальными потерями мощности и ресурса.
