Сведения о ходе выполнения Проекта (ПНИ) на тему «Разработка технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, пройденными по вмещающим породам и угольному пласту при подземной добыче угля», в рамках реализации мероприятия подпрограммы 4 «Формирование и реализация комплексных научно-технических программ по приоритетам Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, а также научное, технологическое и инновационное развитие по широкому спектру направлений» государственной программы Российской Федерации «Научно-технологическое развитие Российской Федерации» по этапу № 3.

Руководитель: Директор ИПКОН РАН, академик РАН Захаров Валерий Николаевич
Ответственный исполнитель: Зам. директора, канд. техн. наук Шляпин Алексей Владимирович

Общий объем средств субсидии (2021-2023 г.) – 30 млн. руб.
Общий объем привлекаемых внебюджетных средств (2021-2023 г.) – 148 млн. руб.

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: № 075-15-2021-943 (13.2251.21.0010) от 23 сентября 2021 г.

Тема: «Разработка технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, пройденными по вмещающим породам и угольному пласту при подземной добыче угля»

Приоритетное направление: «Рациональное природопользование»
Критическая технология: Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи»

Период выполнения этапа № 1: с 23.09.2021 г. по 31.12.2021 г.
Плановое финансирование этапа № 1 проекта:
Бюджетные средства         10 млн. руб.
Внебюджетные средства  50 млн. руб.

Период выполнения этапа № 2: с 01.01.2022 г. по 31.12.2022 г.

Плановое финансирование этапа № 2 проекта:
Бюджетные средства         10 млн. руб.
Внебюджетные средства   50 млн. руб.

Период выполнения этапа № 3: с 01.01.2023 г. по 31.12.2023 г.

Плановое финансирование этапа № 3 проекта:
Бюджетные средства         10 млн. руб.
Внебюджетные средства   48 млн. руб.

Получатель субсидии: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Иностранные партнеры:

1. Институт нефти и газа — Государственный научно-исследовательский институт, Польша (Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy (INiG-PIB)
2. Центральный горный институт, Польша — Główny Instytut Górnictwa (GIG)
3. Имперский колледж науки, техники и медицины, Великобритания — Imperial College of Science, Technology and Medicine (IMPERIAL)
4. Польская группа горняков, Польша — Polska Grupa Górnicza (PGG)
5. Университет Овьедо, Испания — Universidad de Oviedo (UNIOVI)
6. Цель проекта

Целью выполняемого проекта является разработка эффективной и экологически безопасной технологии дегазации углепородного массива с использованием направленных протяженных скважин, пробуренных по угольному пласту и вмещающим его горным породам. Выполняемые исследования направлены на обоснование и разработку Методических рекомендаций по применению протяженных направленных скважин для эффективной дегазации углепородного массива. Для этого должна быть проведена оценка технологических возможностей проведения дегазации угольного пласта, разрабатываемого длинным забоем. С помощью программ для ЭВМ, разработанных на основе численных моделей массопереноса на первом этапе выполнения проекта (2018- 2019 гг.), возможности направленного бурения должны быть адаптированы к геологическим и горнотехническим условиям опытно-промышленного объекта, а также определены места расположения скважин, обеспечивающие максимальную эффективность проведение дегазации углепородного массива. Провести опытно-промышленные исследования, включающие бурение экспериментальных наклонно- направленных дегазационных скважин и регистрацию эмиссии метана на всех этапах отработки выемочного столба (до начала работ, в течении очистных работ и последующей эксплуатации выработанного пространства). Также, необходимо выполнить сравнительный анализ фактических результатов применения предлагаемой технологии и существующих способов дегазации углепородных массивов. Провести технико-экономическое обоснование эффективности применения предложенной технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами.

 

2. В ходе выполнения работ по Соглашению о предоставлении субсидии № 075-15-2021-943 (13.2251.21.0010) от 23 сентября 2021 г. с Минобрнауки России на этапе № 3 в период с 01 января 2023 г. по 31 декабря 2023 г. в соответствии с Планом-графиком исполнения обязательств выполнялись следующиеработы:

 

Получателем субсидии:

1. Проведены опытно-промышленные исследования по регистрации эмиссии метана из выработанного пространства после отработки угольного пласта и установлены временная и количественная зависимости эмиссии метана в скважину после отработки угольного пласта позволяющие определить остаточную газоносность выработанного пространства.
2. На основе описания зависимости эмиссии метана в скважину на различных этапах отработки выемочного столба и выявленных условий ее наибольшей интенсивности выполнена оценка интенсивности газовыделения при использовании протяженных направленных скважин для технологического процесса дегазации.
3. Проведено количественное сопоставление объемов метана, извлечённого из углепородного массива с использованием предлагаемой технологии и различных вариантов традиционных технологии дегазации и выполнен сравнительный анализ эффективности предлагаемой технологии и существующих способов дегазации углепородных массивов.
4. Установлены концентрации извлекаемого метана на всех этапах существования дегазационных скважин, определено содержание метана в газовой смеси, получаемой из экспериментальных скважин, и дана оценка возможности его использования в качестве сопутствующего энергоресурса.
5. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности применения предложенной технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, включающее оценку экономическои эффективности разработаннои технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами.
6. Подведены итоги проекта, выполнено обобщение результатов ПНИЭР и их сравнение с современным научно-техническим уровнем.

 

Иностранными партнерами:

1. Проведен второй этап мониторинга процесса отвода метана при отработке выемочного столба.
2. Выполнена комплексная технологическая оценка использования протяженных направленных скважин.
3. Выполнена технико-экономическая оценка эффективности применения технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами.
4. Проведен анализ экологической эффективности использования предложенной технологии дегазации.
5. Выполнено обобщение и анализ результатов проведения опытно-промышленных исследовании в России и Польше.
   

3. Основные результаты проекта

Достигнутые получателем субсидии в 2023 г.:

Выполненные опытно-промышленные исследования по регистрации эмиссии мета в скважину на различных этапах отработки выемочного столба и из выработанного пространства, определению объемов и концентрации извлекаемого метана, позволили установить условия наибольшей интенсивности газовыделения в протяженные направленные скважины и дать комплексное технико-экономическое обоснование эффективности применения предложенной технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами пройденными по вмещающим породам и угольному пласту, и определить условия использования извлекаемого метана в качестве сопутствующего энергоресурса. 

4. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования 

Получены следующие охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки в виде:

— Подана заявка на получение Патента на изобретение РФ № 2023118634 от 14.07.2023 г. «Способ бурения направленной трассы скважины в угольной шахте»;

— Подана заявка на получение Патента на изобретение РФ № 2023118650 от14.07.2023 г. «Способ дегазации угольного пласта»;

— Подана заявка на получение Патента на изобретение РФ № 2023118251 от 14.07.2023 г. «Способ прогноза абсолютной метанообильности высокопроизводите льного выемочного участка».

5. Достижение показателей результативности предоставления субсидии 2023 год
   

№ п/п	Наименование	Единица измерения	Значения за текущий год
			Запланировано на текущий год	Достигнуто за отчетный период
1	Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности работников организации, непосредственно участвующих в реализации проекта	процентов	30	36.36
2	Количество патентов и (или) заявок на получение патента на изобретение, поданных в рамках реализации проекта и соответствующих приоритетам научно- технологического развития Российской Федерации	единиц	1	3
3	Количество публикаций по результатам реализации проекта в научных журналах, индексируемых в базах Scopus и (или) Web of Science Core Collection	единиц	2	2
4	Объем денежных средств, привлеченных иностранной организацией для реализации проекта, определяемый в соответствии с планом	тыс. руб.	48000	49649,1064

 

6. Публикации
7. Захаров В.Н., Забурдяев В.С., Федоров Е.В., Шляпин А.В. Безопасность высокопроизводительных очистных забоев в метанообильных шахтах. Горная промышленность. 2023;(6):64-70. https://doi.org/10.30686/1609-9192- 2023-6-64-70
8. Забурдяев В.С., Шляпин А.В. Дегазация сближенных угольных пластов направленной трассы сква- жинами // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 10. С. 7–11. DOI: 10.24000/0409-2961-2023-10-7-11
9. Забурдяев В.С., Федоров Е.В., Белоусов Ф.С. Дегазация разрабатываемых пластов угля направленной трассы скважинами // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 9. С. 59–64. DOI: 10.24000/0409-2961-2023-9-59-64