ЭНЕРГОПОЛЯ И МИНИЭНЕРГОКОМПЛЕКСЫ НА ЗАКРЫТЫХ ШАХТАХ

Одной из альтернатив углю являются жидкие углеводородные соединения, получаемые при газогенерации растительной зеленой биомассы или из более 700 видов растений, имеющих сок молочного цвета и представленных деревьями, лианами, кустарниками и травами. ОАО им. академика Я. М. Паушкина с целью освоения площадей потухших терриконов и отвалов закрытых шахт в 2000 — 2001 гг. были проведены эксперименты по высадке топинамбура как основной культуры энергополей миниэнергокомплексов.

Установлено, что топинамбур позволяет собрать до 60 — 65 т/га зеленой биомассы. Это в пересчете на компоненты альтернативного моторного топлива дает около 3,5 т бензина и 3 т дизельного топлива. Топинамбур привлекает внимание еще и тем, что эта культура не требует тщательной культивации и неприхотлива к качеству земли. Растение быстро создает плодородный слой на рекультивируемых площадях за счет ежегодной самофиксации отмирающих побегов в молодых густых посадках, как показано на рис.1, а также благодаря саморазрастанию и удобрению грунта отжившими корнеплодами.

Рис. 1. Технологические приемы высадки энергополей на терриконе №1 шахты «Княгининская» ГХК «Донбассантрацит»

1 — сетка размещения корнеплодов; 2 — отмирающие побеги; 3 -упаковка фирмы «Тетра — Парк «; 4 — травяная зола ; 5 — пыж соломенный; 6 -корнеплоды топинамбура; 7 — питательная среда; 8 и 9 — нижний и верхний фиксаторы

Исследования показывают, что энергополе, высаженное, например, на потухшем терриконе № 1 шахты «Княгининская» ОАО ГХК «Донбассантрацит» высотой 64 м, обеспечивает сырьевой базой в течение года топливную установку «Красный Луч-2» (рис. 2). С её помощью приводы электрогенераторов миниэнергокомплексов можно снабдить альтернативным бензином и дизельным топливом в количестве соответственно 20,4 т и 18 т.

Рис. 2. Схема установки » Красный Луч — 2″ для синтеза жидкого моторного топлива из газов при полусжигании растительной биомассы

1 — газогенератор; 2 — адсорбер; 3 и 4 — теплообменники; 5 — фильтр; 6 — насос; 7 — емкость с катализатором и магнитами

Часть травяной золы (отходы), получаемой при сжигании биомассы из топинамбура на установках «Красный Луч-2», используется для нейтрализации кислотности пород терриконов и отвалов путем внесения ее в грунт вместе с посадочным материалом. Другая часть применяется в качестве мягкого абразива в чистящих средствах для снятия жирных загрязнений с технологического оборудования и рук технического персонала. Оставшейся золой можно тампонировать техногенные трещины и пустоты в закрытых шахтах (рис. 3).

Рис. 3. Миниэнергокомплекс на закрытой шахте

1 — электроподстанция; 2 — ВЭУ агрегатная; 3 — ГРЭС подземная; 4 — топливная установка «Красный Луч-2»; 5 — растительная биомасса; 6 — скважина для тампонажа пустот и трещин; 7 — скважина для отбора газов; 8 — накопители технической воды; 9 — центральные шахтные насосы

Для этого используются скважины, водный раствор золы и буровые насосы. Упрочнение горных пород будет достигаться за счет расклинивания, заиливания и проникающей способности малых частиц золы, размеры которых составляют 0,1 — 0,01 мм. Таким образом, твердые отходы от синтеза жидкого моторного топлива полностью утилизируются на закрытых шахтах. Потухшие породные отвалы — это готовые нулевые циклы под ветроэлектроустановки (ВЭУ). Разработка же терриконов повышает запыленность атмосферы, нарушая равновесие слежавшихся и спекшихся пород. Установлено, что большие скорости ветра попадают в диапазон 10-20 м от вершины. Коэффициент изменения скорости по высоте достигает 5 — 7. Разница между теневой и солнечной скоростями ветра вокруг террикона № 1 составляет 0,5 — 1 м/с. Коэффициент изменения скорости от лобовой составляет 1,4 и 1,2 (в тени и на солнце). ВЭУ, разработанные Национальным аэрокосмическим университетом им. Жуковского «Харьковский авиационный институт», рациональнее размещать на передвижных платформах для перемещения их по периметру террас из мостовых замкнутых конструкций.

ВЫВОДЫ. Поверхности потухших терриконов и отвалов, не занятые террасами для ветроагрегатных установок, пригодны для обустройства энергополей под топинамбур. Из биомассы топинамбура можно получать альтернативное жидкое моторное топливо (синтин). Травяная зола утилизируется полностью.

ЕФИМЕНКО А. А., КАТЮЖАНСКАЯ Н. И.

ОАО им. академика БССР Я. М. Паушкина (г. Красный Луч, Луганская обл.)

http://waste.com.ua/cooperation/2004/thesis/efimenko.html