Обоснование инновационных проектных решений по разработке угольных месторождений на базе углегазоэлектрических комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.21, кандидат наук Быкова, Марина Юрьевна

• Быкова, Марина Юрьевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Быкова, Марина Юрьевна

Оглавление

№№ Наименование Стр.

Гл. Разд. Введение

1. Тренды развития технологии разработки угольных месторождений

1.1. Место угля в экономике и прогноз на будущее

1.2. Технологические, социальные и экологические проблемы угледобывающей отрасли

1.3 Анализ проектов «Чистые угольные технологии»

1.4 Классификация нетрадиционных технологий разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых и концепция «углегазэлектричество»

1.5. Пилотный проект локального углегазоэлектрического комплекса в Кузбассе (ЛУГЭК). Цель, идея и задачи диссертации

Выводы

2. Методические основы проектирования локальных углегазо-электрических комплексов

2.1. Функциональная структура и оценка энергетической эффективности ЛУГЭК

2.2 Алгоритм концептуального проектирования локального углегазоэлектрического комплекса

2.3 Обоснование производственной мощности и структуры комплекса

2.4 Методика расчёта плотности и состава вырабатываемой конечной газовой смеси (газового топлива)

2.5 Методика расчёта газодинамических параметров горно-технологического блока ЛУГЭК

2.6. Методика составления технико-экономического обоснования в концептуальном проекте ЛУГЭК

Выводы

3. Оценка энергетической и экологической эффективности ЛУГЭК

3.1. Показатели энергетической эффективности ТЭС

3.2. Сравнительный анализ энергетической и экономической эффективности ТЭС

3.3. Экологическая оценка эффективности при проектировании ЛУГЭК

3.4. Принципы экономико - математического моделирования при проектировании ЛУГЭК

3.5. Решение задачи минимизации затрат на сооружение и эксплуатацию ЛУГЭК путём экономико-математического моделирования

Выводы

4. Оптимизация структуры и размещения блоков при концептуальном проектировании ЛУГЭК

4.1. Проектная оценка производственной структуры и вариантов технологической схемы ЛУГЭК

4.2. Дорожная карта выбора производственной мощности и инфраструктуры ЛУГЭК

4.3. Сравнение вариантов доставки топлива от горно-технологического блока к центральному энергогенерирующему блоку (ЭГБ) ЛУГЭК

4.4. Оптимизация потоков топлива/электроэнергии при дезинтегрированной компоновке блоков ЛУГЭК

4.5. Обоснование структуры и компоновочной схемы ЛУГЭК

Выводы

5. Технические решения для составления концептуального проекта использования технологии ЛУГЭК в условиях Черногорского каменноугольного месторождения Минусинского угольного бассейна

5.1. Обоснование цели концептуального проекта и выбор региона

5.2. Выбор производственной мощности ЛУГЭК

5.3. Выбор метода получения газового топлива из угля

5.4. Оценка газодинамических параметров ЛУГЭК

5.5. Технико - экономические показатели ЛУГЭК

5.6. Экологическая оценка концептуального проекта ЛУГЭК

Выводы

Заключение

Приложение 1. Screenshot решения задачи линейного программирования для экономико-математического моделирования оптимизации технико - экономических параметров ЛУГЭК

Приложение 2. Концептуальный проект освоения Черногорского угольного месторождения

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование инновационных проектных решений по разработке угольных месторождений на базе углегазоэлектрических комплексов»

Введение

Топливно-энергетический комплекс России (ТЭК РФ) представляет собой основу экономики и безопасности государства, которая основана на тесной интеграции таких отраслей народного хозяйства, как угледобывающая, газодобывающая, нефтедобывающая, электро - и теплогенерирующая, машиностроительная и транспортная. Сегодня ТЭК -это около 30% ВВП России, 50% дохода бюджетной системы и 64% всех валютных поступлений. От эффективности работы предприятий ТЭК, вложения инвестиций в их развитие зависит конкурентоспособность отечественных товаров, благосостояние граждан и состояние обороноспособности России.

В новейшей истории России, в начале 90 - годов прошлого века произошёл распад Единой энергетической системы СССР и наступил период быстрого старения предприятий ТЭК России [73]. Следствием распада ЕЭС явилось снижение надежности энергоснабжения, невозможность энергорезервирования ряда регионов, зависимость энергоснабжения отдельных регионов от других стран, менее рациональные режимы загрузки энергомощностей, отсутствие внедрения инновационных технологий энергетики и старение предприятий ТЭК. Объём генерирующих мощностей, отработавших свой расчётный ресурс постоянно увеличивался: 1998 г. - 30,1 млн. кВт, в том числе на ТЭС 14,2 млн. кВт, в 2005 г. соответственно - 83,8 и 55,3 и в 2010 г.-105,9 и 71,8.

Страна сильно отстала в области исследования прорывных генерирующих технологий, в частности - повышения энергетического к. п. д. ТЭС, а так же разработке экологически чистых технологий эксплуатации горно-энергетических систем. Многие наши угольные ТЭС до сих пор имеют к. п. д. ниже 40%, в то время как мировые достижения в этой области доведены 48% (ТЭС с сверхкритическими параметрами). Если учесть, что

увеличение к. п. д. ТЭС на 1% даёт экономию, исчисляемую миллиардами рублей, станет понятно, как много теряет экономика страны от такого отставания.

В 2010 г. доля ТЭС в общем производстве электроэнергии России составляла 19%, в основном - районы Урала, Сибири и Дальнего Востока [74]. Энергетические угли на 60 % от общего потребляемого количества добывался в Кузнецком бассейне, Канско - Ачинском и на Экибастузском месторождении.

По Генеральной схеме развития электроэнергетики до 2030 г. планируется построить новых 13 ТЭС, расширить 10 действующих ТЭС и модернизировать 5 существующих. Программой модернизации планируется ввод новых электрических мощностей около 55,2 ГВт, в том числе 6,1 ГВт на угле с к.п.д. не менее 40%. Значительная доля отводится выработке электроэнергии за счет угольного топлива.

В настоящее время ТЭК России, как в прочем и в мире, функционирует как дезинтегрированная система: органическое топливо добывается отдельно от производителя электрической и тепловой энергии, потом топливо транспортируется к месту выработки энергии и от генерирующих установок распределяется по потребителям. Каждое звено такой цепи имеет свои недостатки и затраты. По данным акад. В. В. Ржевского современный уровень полезно используемой потенциальной энергии угля в этой цепи (от его добычи до выработки электроэнергии), т. е. его полная энергетическая ценность для экономики с учётом затрат энергии и материальных средств на каждое звено не превышает 7 - 9%.

В связи с вышеизложенным в 1995 г. профессорами МГГУ Ю. Ф. Васючковым и Б. М. Воробьёвым была сформулирована концепция интеграции топливодобывающего угольного предприятия с энергогенерирующими установками в единый горно - энергетический комплекс. В дальнейшем, он получил название Локальный угле -

газоэнергетический комплекс (ЛУГЭК), в котором были синтезированы процессы скважинной и/или традиционной разработки угольных месторождений , подземной или наземной газификации угля, т.е. трансформации угля в газовое топливо, его очистки от негорючих примесей, добычи угольного метана, обогащения им газового топлива и выработки из него тепловой и/или электрической энергии непосредственно на шахтном поле.

Научная концепция получила развитие в трудах к. т. н. С. Б. Воробьёва (методика экологической оценки ЛУГЭК), к. т. н. М. Ю. Васючкова (методика разработка пилотного проекта применения ЛУГЭК на Прокопьевско - Киселёвском угольно - газоносном месторождении Кузбасса) и к. т. н. М. Ю. Кирьяновой (обоснование необходимости включения в процесс проектирования ЛУГЭК этапа предпроектной проработки (концептуального проекта). Этот этап был необходим для обоснования значительных государственных и частных, в том числе -зарубежных, инвестиций для строительства и дальнейшей эксплуатации горно - энергетических комплексов, которые бы отличались высокой степенью использования потенциальной энергии угля, соответствующим мировому уровню энергетическим к. п. д., безопасностью эксплуатации и низкими выбросами загрязняющих веществ (поллютантов).

В предыдущих исследованиям было показано, что энергетический коэффициент полезного использования потенциальной энергии угля в такой технологии может быть доведен до 28 -32%, а экологическая нагрузка на окружающую среду таких комплексов снижена в 4 - 5 раз по сравнению с традиционными горно - энергетическими системами. Разработка концептуального проекта после привлечения инвестиций во многом удешевляет составление рабочего проекта, так как выбор основного оборудования, структура и технологическая схема определяются на этапе концептуального проектирования.

Однако, методика концептуального проектирования таких комплексов как ЛУГЭК отсутствует. К нерешенным вопросам концептуального проектирования ЛУГЭК относятся:

• Выбор производственной мощности комплекса;

• Обоснование структуры комплекса;

• Обоснование технологической схемы получения газового топлива из

угля;

• Методика расчёта газодинамических параметров комплекса;

• Оценка объёма инвестиции на строительство комплекса и эксплуатационные расходы с учётом издержек на выброс углекислого газа;

Учитывая энергетические и экологические преимущества технологии ЛУГЭК, а также имеющийся положительный мировой опыт работы ТЭС на базе наземной газификации угля и перспективы более широкого использования в России прорывных инновационных горно - энергетических технологий, следует констатировать, что тема диссертации соответствует программным положениям Энергетической стратегии Российской Федерации до 2013 г. и является актуальной.

Целью диссертации заключается в интеграции функционирования угле - добывающих и энергогенерирующих систем для обеспечения высоких технических и экологических показателей использования энергетического сырья и в использовании системного анализа для разработки методических основ проектирования нетрадиционных локальных углегазо-электрических комплексов.

Идея диссертации заключается в интеграции функционирования угле - добывающих и энергогенерирующих систем для обеспечения высоких технических, технических и экологических показателей использования энергетического сырья и в использовании системного анализа для разработки методических основ проектирования нетрадиционных локальных углегазо-электрических комплексов.

Задачами работы являются:

Задачами диссертации служат разработка методов предпроектной оценки и расчёта основных технических, экономических и экологических показателей ЛУГЭК для обоснования вложения инвестиций в его строительство и эксплуатацию, в том числе:

• разработка алгоритма расчёта производственной мощности комплекса;

• создание методики обоснования технологической схемы получения из угля газового топлива в проекте ЛУГЭК;

• обоснование основных газодинамических параметров работы горно-энергетической системы проекта ЛУГЭК;

• разработка методики обоснования экологических преимуществ проекта ЛУГЭК;

• оценка технико-экономических показателей привлечения инвестиций для реализации концептуального проекта ЛУГЭК.

Объектом исследования в диссертации является методология проектирования интегрированной горно - энергетической системы, включающей разработку угольных месторождений совместно и одновременно с генерацией электрической и/или тепловой энергией.

Предметом диссертации является исследование теоретических основ проектирования горно - технических систем для разработки рекомендаций по созданию расчётной базы и анализу эффективности проектных решений на стадии разработки концептуального проекта ЛУГЭК.

Теоретическая основа исследований заключается в использовании теории и современного аппарата разработки проектной документации на строительство и пуск в эксплуатацию сложных технических производств топливно — энергетического характера, включающих использование наукоёмких инновационных технологий.

Методическая основа диссертации основывается на выдвинутой в МГГУ и НПО «Минерал» концепции интеграции горно -технической системы (угледобывающее предприятие) с энергогенерирующими системами (современная ТЭС) с включением блоков очистки и обогащения газового топлива, вырабатываемого из угля, и угольного метана, для достижения высокого энергетического к. п. д. и минимизации экологической нагрузки на окружающую среду.

Степень разработанности проблемы характеризуется формулировкой концепции, исследованием экологических особенностей эксплуатации локальных угле - газоэлектрического комплекса, проработкой пилотного проекта его эксплуатации в условиях газоносного угольного месторождения Кузбасса и обоснованием необходимости включение в процесс проектирования комплексов стадии концептуального проекта.

Информационной базой исследований являются отечественные и зарубежные научно - технические печатные источники, содержащие отечественную и мировую информацию (главным образом - в США) о новейших теоретических и опытно - промышленных разработках в области повышения как энергетической эффективности использования потенциальной энергии угольного топлива в топливно-энергетическом балансе региона (страны), так и улучшения экологических показателей работы горно — энергетических предприятий.

Научная новизна диссертации заключается в теоретическом обосновании неизвестных ранее методик разработки новой стадии проектирования инновационных горно - технических систем (концептуального проекта) как для привлечения инвестиций для их реализации, так и для разработки программ развития региональной энергетики и перспективного планирования энергообеспеченности угленосных регионов.

Достоверность научных положений диссертации заключается в сходимости параметров ЛУГЭК, обоснованных методикой концептуального проектирования и концептуальным проектом, разработанным для условий Черногорского угольного месторождения Минусинского угольного бассейна, а также сходимостью параметров ЛУГЭК с аналогами инновационных энергетических предприятий США.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Необходимость включения концептуального проекта в структуру проектирования интегрированных горно - энергетических комплексов, объединяющих процессы добычи угля, его переработки в газовое топливо, совместной добычи угольного метана и генерации электрической и/или тепловой энергии требует разработки методики расчёта (оценки) как топливно - энергетических и газодинамических параметров, так и учёта эколого - охранных показателей.

• Теоретической основой выбора эффективных параметров строительства и эксплуатации локальных угле газоэлектрических комплексов является экономико - математическое моделирование решения задач минимизации расходов на их строительство и эксплуатацию и оптимизации затрат ЛУГЭК, связанных с его эксплуатацией и охраной окружающей среды по фактору удельной стоимости углеродной квоты.

• Определение производственной мощности ЛУГЭК, расхода и состава газового топлива, получаемого от подземной или наземной газификации угольных пластов, а также стоимостных показателей следует производить в соответствие с разработанными алгоритмами и методиками расчёта его параметров, прибыли и срока окупаемости инвестиций в концептуальном проекте.

Практическая значимость работы заключается в разработке методической основы концептуального проектирования ЛУГЭК, а также

расчётов его производственной мощности и технико-экономических показателей.

Апробация и внедрение результатов диссертации. По результатам выполненных исследований сделаны доклады на научно - технических конференциях МГГУ «Недела горняка» в 2012 и 2013 гг. Диссертация

заслушана на заседаниях кафедры ПРПМ МГГУ (протокол №_от_ и на

кафедре «Экономика» ИЭУСП (протокол № 2 от_14.10.2013г.), где получены положительные отзывы. Основные результаты научных исследований доложены на Научно-технических симпозиумах «Неделя горняка» в 2012 и 2013 гг. в МГГУ.

Внедрение результатов диссертации отражено в Концептуальном проекте «Освоение Черногорского угольного месторождения с использованием технологий локальных углегазоэлектрических коплексов. М, МГГУ, ИЭУСП, 2013 г.», утвержденного ОАО «СУЭК - Хакасия», МГГУ и ИЭУСП.

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликованы 5 статей, из которых 3 - в изданиях, утвержденных ВАК Минобрнауки России, и 2 - в международных изданиях.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 81 наименования и содержит 199 страниц, 46 рисунков, 50 таблиц.

Автор выражает благодарность профессорам Ю. Ф. Васючкову, Б. М. Воробьёву и В. В. Мельнику, а также коллективу кафедры ПРПМ МГГУ за оказанную помощь и консультации в работе над диссертацией.

Глава 1. Тренды развития технологии разработки угольных

месторождений

1.1. Место угля в экономике и прогноз на будущее Уголь занимает важное место в энергетике, металлургии и бытовом обслуживании населения. Сейчас добычу угля осуществляют 50 стран мира, а потребляют уголь 70 стран. К 2030г. мировое производства угля может возрасти до 7 млрд. т, в том числе энергетических углей - 5,5 млрд. т.

Добыча угля в России за 2012 г. составила 354,4 млн. т. Подземным способом в 2012 г. добыто 105,9 млн. т угля. Удельный вес открытого способа в общей добыче составил 70,1% [29]. Сейчас она занимает пятое место среди угледобывающих держав мира и третье место в международной торговле углем после Австралии и Индонезии (рис. 1.1). Страна также импортирует 31,1 млн. т в год.

Рис. 1.1. Доля России в производстве и экспорте угля

СТРУКТУРА ДОБЫЧИ

СТ РУКТУРА ЭКСП ОРТА

Индснезия

Прогнозируется ощутимое увеличение удельного веса добычи энергетического угля. Это намечено и в утвержденной Правительством РФ «Программе перспективного развития электроэнергетики до 2030 г.» и в «Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики на период до

США,

17,5%

Китай,

37?%

Прочие, ¿52%

Россия, 5,1%

Австралия

6,3%

Индия,

7,3%

2020 г.» Согласно этим документам в 2020 г. спрос на электроэнергию может вырасти более чем в два раза и составить 2000 млрд. кВт-ч (рис. 1.2) [24].

Прогноз потребления электроэнергии в России, млрд. кВт.ч

!«оо " Минимальный вариант по 2000-2005 гг. ~ Вариант Минэнерго Рф, базовый

Максимальный вариант 2000

33

1198

2006

2010

2015

2020

Рис. 1.2.

По базовому и максимальному вариантам сценария развития энергетики, с учетом импорта, рост потребления угля российскими электростанциями в 2020 г составит 165 и 225 млн. т у.т. Важное значение приобретает разработка технологий отработки брошенных, потерянных, оставшихся в целиках запасов угля, а также весьма маломощных пластов.

Кроме того, цены на энергетическое сырьё имеют неуклонную тенденцию к росту (рис. 1.З.), а также растут затраты на нейтрализацию экологически вредного влияния разработки полезных ископаемых на окружающую среду, в частности, угольных месторождений. Эти факторы также требуют искать новые подходы к освоению этих месторождений с более высокой эффективностью использования сырьевых ресурсов и экологически чистыми технологиями [24] .

Рис. 1.3. Цены на энергетическое сырьё в России

рубУт у.т

По итогам работы в 2012 г. среднемесячная производительность труда рабочего по добыче угля (квартальная) в России составила 217 т при годовом росте 4% [29]. При этом производительность труда рабочего на шахтах составила 144,3 т/мес., на разрезах - 303 т/мес. Однако, этот уровень отстаёт от технологически развитых угледобывающих стран.

При объёме подземной добычи 105,9 млн. т в 2012г. в шахтах проведено 458 км горных выработок. Таким образом, на 1 млн. т добытого угля подземным способом приходится 4,32 км горных выработок. При общей производственной себестоимости добычи угля в 2012 г. 1012,62 руб/т производственная себестоимость угля при подземной способе составила 1239,01 руб/т, т.е. на 22% выше. С годами такая тенденция будет нарастать.

Топливный баланс России по-прежнему остался газоориентированным. Более половины своих потребностей в энергоносителях Россия обеспечивает природным газом. Рис. 1.4 [71].

Рис. 1.4. Тренд динамики изменения

топливного баланса России в XX веке.

70,0«

0,0«

Угольный уклад

уголь —газ —¿г- нефть —О—прочие

1913 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 19В0 19S5 1990 1995 2000 2005 2008 2009

Представленные данные убедительно подтверждают неизбежные и долговременные преимущества газового топлива над остальными видами в процессах электрогенерации.

Дальнейшее развитие угледобычи будет сопровождаться увеличением конкурентоспособности российской угольной промышленности за счет дальнейшего повышении производительности и эффективности труда на основе оснащения угольных предприятий современной высокопроизводительной техникой и технологиями, в частности, более полного использования энергетического потенциала угля, его переработки в моторное и газовое виды топлива и более полного вовлечения ископаемого угля в химическую переработку.

В этом отношении все российские угли, идущие на энергетику, можно разделить на три группы [17]: первая группа - это дешевые угли с низкой теплотворной способностью, вторая группа - ценные каменные угли с высокой теплотворной способностью (выше 25 МДж/кг), из них делается стандартное

топливо, с которым оперирует весь мировой рынок и третья группа углей, как правило, требует обогащения.

Большинство российских угольных ТЭС имеют физически и морально устаревшее оборудование, не соответствующий современному технологическому уровню к.п.д. 34-36%, и высокий процент вредных выбросов. Необходимость повышения эффективности работы станций и ужесточение экологических норм требуют развития новой угольной генерации на базе современных технологий сжигания угля. Однако, в ближайшие 15-20 лет в мире большая часть вводов новых мощностей для крупных энергоблоков (от 400 МВт и выше) будет осуществляться на базе технологий традиционного пылеугольного факельного сжигания. Будут устанавливаться энергоблоки, рассчитанные на сверхкритические (давление 25 МПа и температура 565 С°) и суперсверхкритические (30 МПа и свыше 600 С0) параметры пара, причем последние обеспечивают повышение к.п.д. угольных станций с нынешних 3436% до 44-46%.

Проблема охраны окружающей среды является очень важной в настоящее время для угольной отрасли. В частности, в Кузнецком угольном бассейне экологические риски являются главными на пути развития региона. По данным администрации в Кемеровской области уже размещается 5 тысяч промышленных объектов. Ежегодно в регионе образуется 1,8 млрд. т промышленных и бытовых отходов, что составляет половину отходов всей России. Хотя 95% их объема — это вскрышные породы, угольные предприятия наносят значительный ущерб окружающей среде. От работы шахт в регионе образовалось около 2 тыс. депрессионных воронок, из-за которых пересыхают колодцы, водозаборные скважины, исчезают малые реки и ручьи. Из 62 тыс. га нарушенных земель, требующих рекультивации, 57 тыс. га образовались от деятельности угольных предприятий. По доле таких земель Кузбасс опережает аналогичный показатель по России в 10 раз.

Продолжительность жизни кузбассовцев составляет всего 55,3 года у мужчин и 69,4года у женщин. Предприятия угольной промышленности занимают первое место в регионе по выбросам загрязняющих веществ, в том числе 88% метана в атмосферу. При этом еще и нарушается земной покров. По мнению специалистов каждый миллион тонн прироста добычи увеличивает на 1% динамику заболеваемости населения. Между тем в районах интенсивного промышленного производства состояние вод оценивается как катастрофическое, в других районах - как критическое. По мнению ученых дальнейший рост добычи угля возможен при увеличении в три-пять раз расходов на экологию.

Традиционно репутация угольной энергетики страдает из-за проблем с экологией. Имеется два серьезных экологических ограничения. Первое - зола, но ее можно утилизировать в дорожное строительство и стройматериалы. Второе - оксиды азота, которых выбрасывается больше, чем при сжигании газа. Технологии очистки газов составляют примерно 30% стоимости блока генерации, а мероприятия на стадии сжигания - 10% стоимости.

В последние годы при выработке электроэнергии в США получили развитие «чистые технологии». Эти угольные технологии, помогут решить проблему выбросов парниковых газов, прежде всего, - углекислого газа. Развитие чистых технологий ведется по трём направлениям. Первое направление - суперсверхкритические параметры сжигания пылеугольного топлива. Они уже хорошо проработаны, активно внедряются и сокращают выбросы углекислого газа примерно на 25%.

Вторым развивающимся на Западе направлением является технология ЮСС (интегрированная газификация угля с выработкой электроэнергии в установках комбинированного цикла - ИГУКЦ). В таких генерирующих схемах углекислый газ и другие вредные выбросы удаляются на этапе газификации и/или после нее, а газ сжигается. Технология отработана на опытных станциях, но в промышленных масштабах её начали вводить только после 2010 г.

Третье направление - проработка возможностей улавливания и подземного хранения углекислого газа в геологических пустотах. Пока есть только американский проект "РиШгеОеп", опытные образцы еще не построены. Аналогичный проект существует в Европе, но раньше 2020 г. вряд ли эта технология будет внедрена в серийное производство оборудования.

1.2. Технологические, социальные и экологические проблемы

угледобывающей отрасли.

Современные технологии подземной разработки угля отличаются многоперационностью (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Принципиальный состав подземной угледобычи

Шахта

Основные процессы

Проведение горных выработок

Отбойка угля

Подземная его транспортировка

Подъём угля на поверхность

Складирование и

переработка

угля

Вспомогательные процессы

Вентиляция

Водоотлив

Дегазация

Монтаж-демонтаж оборудования

Снабжение энергией,

оборудованием и материалами

Традиционные технологии разработки угольных месторождений основаны на отбойке угля из угольного пласта (массива), что означает его ближнюю и/или дальнюю транспортировку по железной дороге или/и водным

путём. Так, средняя длина транспортного плеча в России уже сейчас составляет 2,5-3 тыс.км. Второе её важное отличие заключается в опасности производственных процессов.

По мнению акад. В. В. Ржевского полезное использование потенциальной энергии угля, как энергетического сырья, в современных угле - энергетических комплексах «шахта или разрез - ТЭС» весьма низок (7-9%). Таким образом, человечество, добывая уголь подземным способом и используя его в качестве топлива на ТЭС, тратит «на ветер» от 92 до 96% своих трудовых и материальных ресурсов.

Нужны новые, энерго - и эколого - сберегающие технологии разработки угольных пластов, применение которых позволило бы увеличить степень полезного использования потенциальной энергии угля на первом этапе хотя бы до 25-30%. Есть уверенность, что уже обозримое будущее потребует использование угольного топлива на ТЭС с к.п.д. до 40-50%. И эти проблемы -важнейшая задача горной науки.

Нормативные потери при разработке кондиционных угольных пластов составляют (по коэффициенту извлечения) от 8 до 25% в зависимости от мощности и угла их залегания. Однако, существуют так называемые забалансовые запасы, в которые входят весьма маломощные пласты и сильно нарушенные участки разрабатываемых пластов. Поэтому суммарные потери угля в недрах в пределах шахтного поля могут достигать 40 - 55% [26].

Производительность труда в России по мнению аудиторско-консалтинговой группы «Финэкспертиза» почти в 5 раз ниже, чем в развитых странах, но в 3 раза выше, чем в Китае и в 6 раз выше, чем в Индии. Каждый миллион долларов ВВП в России вырабатывают 57 человек. В США этот показатель равен 11 человек, в Германии 13 человек. По странам 07 этот показатель варьируется от 11 до 14 человек. Если экономика России не будет модернизирована, то догнать западный мир по производительности труда мы сможем не раньше, чем через 50 лет.

В передовой российской генерирующей компании «МосЭнерго» на то, чтобы произвести 1МВт мощности, требуется 0,45 чел. Средний показатель по развитым странам составляет 0,28 чел. на 1 МВт [27].

В последний период производительность труда в угледобыче США была выше, чем в РФ в 8 - 10 раз. По данным [25] за 2007 - 2008 гг. она составляла в США 6,6 - 7,1 т/чел-ч (рис. 1.6) или 13,5-14,1 тыс.т/чел в год. В России - 1,481,53 тыс.т/чел-год., а в подземной добыче около 1 тыс. т/челтод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Быкова, Марина Юрьевна, 2013 год

Список литературы

1. Крейнин Е.В., Маковеев Ф.В., Хуршудян К.Н. Технико-экономический анализ вариантов предприятий подземной газификации угля. М., Уголь, 2010, №7, с. 46

2. Зоря А.Ю., Крейнин Е.В. Есть способ увеличения доли угля в электроэнергетике. М., Уголь, 2009, № 4, с. 53

3. Зоря А.Ю., Крейнин Е.В. Может ли подземная газификация угольных пластов стать промышленной технологией. М., Уголь, 2009, № 2 , с. 50 и № 4, с. 68.

4. Зоря А.Ю., Крейнин Е.В. М., МГГУ, ГИАБ, 2009, № 4, с. 298

5. Крейнин Е.В. Глубокая переработка угля в моторные топлива при его подземной газификации. М., Уголь, 2011, № 9, с. 57

6. Крейнин Е.В. , Стрельцов С.Т., Сушенцова Б.Ю. Анализ и перспективы современных проектов подземной газификации углей в мире. М., Уголь, 2011,№ 1, с.40

7. Крейнин Е.В., Федорова H.A., Звягинцев К.Н., Пьянкова Т.М. Подземная газификация угольных пластов. М., Недра, 1982, 151 с.

8. Зоря А. Ю., Крейнин Е. В., Лазаренко С. Н. Новые возможности. Кемерово, Кемеровское представительство ОАО «Газпром промгаз», Электронная версия статьи: www. пгу. 2009, 3 с.

9. Трубецкой К.Н. и др. Проблемы внедрениия водоугольного топлива в России» «Промышленные вести», 2004 г., № 11-12 (88-89).

10. Зайденварг В. Е, Трубецкой К.Н., Мурко В. И.,. Нехороший И. X. Производство и использование водоугольного топлива. М., Изд. АГН, 2001г.

11. Cornot-Gandolphe S., Appert О., Dickel R,. Chabrelie M. F, Rojey AI. The challenges of Future cost reduction for new supply options (pipelines,LNG, DTL). Report in 22nd World Gas Conference, Toky, 2003, 1-5 June.

12. Чухонцев В. «Кипящие угольные страсти» . «Эксперт Сибири», 2007, №30 (172)

13. Жидкие угли. Технология водоугольного топлива, www. yandex, ru. 2012г.

14. Сухов П. Огненная вода. «Энергия промышленного роста». М., 2006, № 3(4)

15. Производство и использование водоугольного топлива./ В. Е. Зайденварг, К.Н.Трубецкой, В. И. Мурко, И. X. Нехороший. М., Изд. АГН, 2001 г.

16. Бабанин И.В., Чупров В.А. Сокращение потребления природного газа и перспективы электроэнергетики: атомный и парогазовый сценарии, www. Greenpeace, com. 2012.

17. Новая генерация: вторая угольная волна, рынок газа и реформа энергетики /Вагенр А.А., Волкова Е.А., Ермаков В.В. и др. Интернет, «Эксперт РА», «Эксперт АД», ОАО «СУЭК», «Силовые машины» (аналитический обзор), 2013 г.

18. Clean Coal Technology Demonstration Program. US, Department of Energy (DOE), FE-0247P, 1992, February

19. Clean Coal Technology Demonstration Program: Project Status . Report № DOE/FE- 0221. U.S. Department of Energy. June 1991, February 1991, March 1990, February 1989

20. Independent Statistics & Analysis USA. Интернет, www. eia.gov/coal transportation, 2012.

21. Nevada CCT Power Plant in Operation. Mining Engineering. February, 1997. p. 14.

22. Воробьёв Б. M., Воробьёв С.Б., Кирьянова М. Ю. Системная оценка эффективности прединвестиционных проектов «угле-газ-электричество» М., «Уголь», 2008, с. 53 - 55

23. Васючков Ю.Ф., Воробьёв Б.М. Концепция ресурсосберегающей технологии бесшахтной разработки угольных месторождений. М., Изд. МГГУ, ГИАБ, 1996

24. Краснянский Г.Л. Доклад на 30-ом Международном Горном Конгрессе

25. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности за 2011 год. www.ugolinfo.ru

26. Интернет, www.referat.resours.kz.ru. 2011.

27. Шохина Е. www.expert.ru. 2011.

28. Анализ опасности и оценка техногенного риска. «China Security». 2007, vol.3, № 2, рр.36-53, Интернет, www.interfax. 2010.

29. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России за 2010г. «Уголь», 2011, № 3, с. 37-45.

30. Логинов А.К., Смирнов М.И. Воркута - северный форпост угольной промышленности России. «Горный журнал», 2005, №1, Интернет, 2010.

31. Васючков M. Ю. Разработка способа получения энергоносителя на основе подземного сжигания и газификации угля. М., МГГУ, канд. дисс., 2002.

32. Воробьёв С.Б. Формирование организационно-технологических схем экологически чистых ресурсосберегающих комплексов «углегаз-электричество». М., МГГУ, канд. дисс., 1999

33. Кирьянова М.Ю. Системная оценка эффективности прединвестиционных проектов устойчивого развития углегаз-электрических комплексов. М., МГГУ, канд. дисс., 2010

34. Крейнин Е.В. Уголь, как источник заменителя природного газа. Интернет www. «Эско», Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», 2006, январь, №1

35. Загрутдинов Р.Ш., Нагорнов А.Н.,Сеначин П.К. Наладочные испытания газогенераторов Лурги и перспективы газогенераторных технологийю «Ползуновский вестник», 2007, № 3, с. 40-47

36. Пучков Л.А., Воробьёв Б.М., Васючков Ю.Ф. Углеэлектрические комплексы будущего. М., Изд. МГГУ, 2007, 245 с.

37. Rut. L.A. Department of Energy's. Program-Clean Energy Plants for XXI century. Mining Engineering, 2002, January, pp.43-46

38. Stan Kaplan "Power Plants: Characteristics and Costs" Washington. CRS Report for Congress. 2008, November 13, pp. 97 (total volume 108 pp).

39. Пучков Л.А., Васючков Ю.Ф., Воробьёв Б.М. Способ получения электроэнергии на месте залегания угольных пластов. Патент РФ № 2287056, Бюл. №31, 10.11.2006 г.

40. Hans Diter SHiling Эффективность угольных ТЭС - эволюция и перспективы. Internet. Upgrated 29 June 2007. Tags: "Coal electricity generation", 2012, 17 июля

41. Integrated Gasification Combine Cycle Internet, site FETC, 16.07.2012.

42. Жарков C.B. О приоритетах развития энергетической газотурбинной техники. «Газотурбинные технологии», 2007, №10, 14 с

43. Практическое руководство по инвентаризации выбросов парниковых газов в России, связанных с энергетикой. М., 2003г. Интернет, www.cenef.ru, 2012.

44. Дудникова Л.В., Маслеева О.В., Курагина Т.И., Пачурин Г.В. «Экологичность объектов тепло и электроснабжения предприятия». М., журнал «Современные наукоемкие технологии» Журнал РАЕН, 2008, №4

45. Интернет, \у\улу.Углеродные кредиты, yandex, ru., 2012.

46. Временная методика определения предотвращающего экологического ущерба. М., Госкомитет по охране окуружающей среды (текст 2011г.), 1999г., Интернет, www. Экологический ущерб от выбросов, 2012г.

47. В. Чухонцев "Кипящие угольные страсти» . «Эксперт Сибири», 2007, №30 (172)

48. Васючков Ю.Ф., Воробьёв Б.М. Способ получения электроэнергии при бесшахтной углегазификации и/или подземном углесжигании . Патент РФ № 2100588, М., 1997

49. Васючков Ю.Ф., Воробьёв Б.М. Способ получения электроэнергии на основе скважинного метаноотсоса и газификации угля. Патент РФ № 2126891, М., 1999

50. Интернет, www.beloblgaz.ru/tehyprogr/ 2012.

51. Redman Е. Comparisions Underground and Surface Coal Gasification. Houston, USA, 2007. Интернет, www.hellerehram.com

52. С. H. Лазаренко Подземная газификация угля - новые возможности для энергетики. Интернет, www. Подземная газификация угля -новые возможности для энергетики, 2012.

53. Интернет, www. Сравнение ПТУ и внутрицикловой газификации,

2012.

54. Clark W. К. www. Envidity Incorporate Alberta, 2012.

55. Мингалеева Г. Р. Комплексная методика оценки эффективности методов утилизации и захоронения С02 при энерготехнологическом использовании угля. Казань, Исследовательский центр проблем энергетики Казанского научного центра РАН, 2012

56. Интернет, www. www.yandex."yrnepoflHbie кредиты" 08.2012.

57. Rothfeld L. В. Recent developments in new coal utilization. Mining Engineering. USA, 1988, January, pp. 33 - 38

58. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009, № 1715-р

59. Интернет, www.gks/free-doc/new-site.htm.2012

60. Любушин Н.П. Комплексный экономический анализ хозяйственной деятельности. М., ЮНИТИ-ДАНА, 2005, с.337

61. Gasification Plant Cost and Performance Optimization. Final Report of US Department of Energy/ National Energy Technology Laboratory (NETL). Contract No. DE-AC26-99FT40342, 2003, September, pp. 76.

62. Крейнин E.B. Анализ и перспективы современных проектов подземной газификации углей в мире. М., «Уголь», 2011, № 1, с. 40 -43

63. Интернет. «Газификация углей». Реклама компании Siemens. www.w3.siemens.ru 2013.

64. Могутнов В.В. Исследование паровоздушной газификации низкосортных углей Украины. Днепропетровск. Интернет. www. «Газификация углей», 2003

65. Альтшулер B.C. Современное состояние и развитие технологии газификации твердого топлива . М., Химическая технология. - 1985.- №1.-с.309-314.

66. Окунев А. Г., Лысиков А. И., Нестеренко С. С. Поглотитель углекислого газа и способ очистки газовой смеси от углекислого газа. Патент РФ № 2379102. СО РАН, 2010

67. Интернет, www. Паровые котлы Booster Boiler. 2012

68. Применко В.Н. Методы очистки промышленных газовых выбросов. Интернет.www. Методы очистки промышленных газовых выбросов. 2013.

69. Электроэнергетика - базовая отрасль российской экономики. Интернет. yandex.www.3aniHTa окружающей среды от вредных выбросов ТЭС, 2013

70. Sarkar A. Clean Coal Technology for Electric Utilities and IGCC is effective, environmentally benign. Proceeding of Institute for Environmental Studies. University of Wisconsin, Madison. "Strategic Planning for the Energy and the Environmental", 2012, vol. 16, No. 2, p. 48-71

71. Краснянский Г. Л. Современное состояние и перспективы инновационного развития угольной промышленности. Интернет, www. «обзор угольной промышленности» 2010.

72. Могутнов В. В. Паровоздушная газификация углей. Интернет. www.bestreferat.ru, 2013

73. Кругликов П. А. Технико - экономические основы проектирования ТЭС и ЭС. www. Структура ТЭС РФ. 2012

74. Серант Ф. А. Состояние и перспективы развития угольной энергетики в России. Новосибирск, «Сибэнергогруп», 2013, www.sibenergogroup.ru

75. Воробьёв Б. М., Воробьёв С.Б., Кирьянова М. Ю. Комплексная оценка энергоэффективности горно-энергетических комплексов в контексте их устойчивого развития. М., «Горный журнал», № 4, с. 86-88.

76. Васючков Ю. Ф. Отработка угольных запасов бесшахтным способом с использованием подземного сжигания пласта и получением тепловой и/или электрической энергии непосредственно на горном предприятии. Сборник докладов конференции «Комплексное изучение и эксплуатация месторождений полезных ископаемых». Новочеркасск, 1995, с. 28-32.

77. Yu.F. Vasyuchkov, M.Yu. Bykova. New Technology of gas extraction on the base of coal to Hydrogen Transfer. Cracow, AGH, "Wiertnictwo Nafta Gaz". 2011, №28, pp. 445-45.

78. Yu.F.Vasyuchkov, M.Yu. Bykova, M.Yu. Vasyuchkov Science Principles for Concept-Project of Combined coal and Gas and Electrical blocks. Cracow, AGH, "Wiertnictwo Nafta Gaz". 2013, № 30, pp. 261-26.

79. Воробьёв Б.М., Васючков Ю.Ф., Быкова М.Ю. Инновационная синэнергетическая высокоадаптивная и глубоко конверсионная концепция развития углегазовой энергетики России. Уголь.-2012.-№ 2. с. 62 - 66.

80. Быкова М.Ю. Методика экологической оценки локального углегазоэлектрического комплекса. Горный информационно-аналитический бюллетень.-2013.-№ 11. с. 357 - 360

81. Быкова М.Ю. Метод повышения эффективности получения газового топлива в технологии ЛУГЭК. Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельные статьи (специальный выпуск).-2013.-№ И. 8 с.