Один и тот же пласт в различных местах порой может проявлять совершенно разную способность отдавать газ. По мнению специалистов, непредсказуемые газодинамические явления происходят из-за нарушения пластов при подземной выработке. Так, когда лава уходит, под тяжестью слоев, лежащих выше, пласты расслабляются, образуются трещины, в которые из околоугольных пород выделяется газ и потом поступает в шахты. Объемы выделяемого газа зависят от способа добычи угля, дальности нахождения от выработки газоносных массивов, геологических и физических свойств пластов. Так, зона газового выветривания (где метана в угольных пластах почти нет) составляет 150–200 м.
А дальше содержание метана очень велико — до 30 куб. м на тонну угля.
Поскольку законченной теории выбросов газа в шахтные пространства не существует до сих пор, ученые пытаются ответить на вопросы, как найти и распознать наиболее газоносные участки, каким образом организовать полную газоотдачу, эффективную дегазацию и вентиляцию, а также как обеспечить подготовку и дальнейшее использование полученного шахтного газа.
Следует отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все месторождения.[3] Так, длиннопламенные бурые угли бедны этим газом. В свою очередь, уголь-антрацит отличается высокой концентрацией газа, но его очень трудно извлечь из-за высокой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Угли, занимающие промежуточное положение между бурыми и антрацитом, относятся к самым перспективным для добычи метана.
Метан угольных пород является прекрасным энергетическим топливом. Однако его теплотворная способность в значительной степени зависит от концентрации в нем метана.
Таким образом, роль метана в угольной промышленности с каждым годом набирает все большие обороты. Особенно это актуально для нашей страны. Россия, являясь крупным экспортером природного газа, должна задумываться о возможности использования внутри страны других альтернативных ресурсов.
Обладая богатыми запасами метана, добыча его с каждым годом кажется все более обоснованной.
Угольная промышленность России играет важную роль в топливно-энергетическом балансе страны. В настоящее время на долю угля приходится 12,2% в производстве и около 18% в потреблении топливно-энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам удельный вес угля в топливно-энергетическом балансе в третьем тысячелетии будет увеличиваться, а добыча угля к 2010 г. достигнет 320 млн. т.
В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности предусматривается превращение ее в обозримой перспективе в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий нового технического уровня, освоения месторождений с благоприятными горно- геологическими условиями, комплексной экологически чистой переработки угля, дальнейшего расширения применения открытого способа угледобычи, закрытия нерентабельных предприятий. Важной составной частью общей стратегии развитии отрасли является обеспечение экологической безопасности производства и благоприятных жизненных условий для населения угольных регионов.[4]
Функционирование предприятий угольной промышленности России, как правило, сопровождается многосторонним негативным воздействием на окружающую природную среду, под которой в общепринятом смысле понимаются верхняя часть литосферы, вся гидросфера и нижний слой атмосферы Земли, находящиеся в зоне непосредственного контакта и взаимодействия с горным производством.
Перечисленные элементы окружающей природной среды, образующие в совокупности биосферу, непосредственно воспринимают техногенную нагрузку угольных предприятий.
В общем виде техногенное влияние деятельности угольных предприятий на окружающую природную среду приведено в таблице 1.1. При этом характер и масштабы этого влияния в каждом конкретном случае различны и определяются производственно-техническими и зонально- климатическими особенностями эксплуатируемых месторождений.[5]
О масштабах негативного воздействия предприятий угольной промышленности России на окружающую природную среду можно судить по следующим данным: в среднем добыча 1 млн. т. угля сопровождается сбросом в открытые водоемы 3,22 млн. м3 загрязненных сточных вод, выдачей и размещением на дневной поверхности 1,48 млн. м3 вскрышных пород, нарушением 10,2 га. земельных угодий, выбросом в атмосферу 2,93 тыс. т. вредных веществ.
Таблица 2.2.1. Основные направления и результаты воздействия угольных предприятий на окружающую природную среду.
| Элементы окружающей среды | Направление воздействия | Результат воздействия |
| Воздушный бассейн | Организованныеи неорганизованные выбросы вредных веществ в атмосферу | Запыление и загрязнение атмосферыв рабочей зоне и прилегающей территории. Сокращение срока службы зданий и оборудования. Рост заболеваемости живых организмов |
| Водные ресурсы | Осушение месторождения.Ликвидация или перенос поверхностных водоемов и водотоков. Сброс шахтных, карьерных и дренажных вод. Устройство водозаборов для технических и бытовых нужд | Истощение запасов подземныхи поверхностных вод. Нарушение гидрогеологическогои гидрологического режимов территорий. Ухудшение качества и загрязнение водного бассейна.Исчезновение мелких рек и ручьев |
| Земельные ресурсы | Проведение горных выработок различного назначения. Сооружение породных отвалов, шламохранилищ и инженерных коммуникаций. Промышленное и гражданское строительство | Деградация земной поверхностии формирование техногенного рельефа. Сокращение площадейи продуктивности земельных угодий. Усиление эрозионных процессов. Загрязнение и засоление почви грунтов. Ухудшение условий обитания живых организмов |
| Недра | Извлечение полезногоископаемого и сопутствующего минерального сырья. Выемка вскрышных пород. Дренаж горного массива. Самовозгорание горючих ископаемых и углевмещающих пород. Захоронение отходов производства и вредных веществ.Сброс сточных вод | Истощение минерально-сырьевых ресурсов. Нарушение геологического строения и геодинамического состояния массива горных пород. Снижение уровня и истощение запаса подземных вод. Загрязнение недр. Ускорение карстовых процессов. Потери полезных ископаемых при добыче и обогащении |
Наибольшую экологическую опасность представляют образующиеся в ходе горнопромышленной деятельности твердые, жидкие и пылегазообразные отходы производства, содержащие в своем составе различные токсичные вещества и соединения. Несмотря на общий спад производства, поступление и в окружающую среду практически не снижается из-за отсутствия надежных и эффективных способов их локализации и обезвреживания.[6]
Масштабы негативного влияния на окружающую природную среду непосредственно зависят от объема основного производства. С изменением объемов добычи угля возрастают или снижаются притоки шахтных (карьерных) вод, выход вскрышных (вмещающих) пород и отходов обогащения, площади нарушения земельных угодий, загрязнение атмосферного воздуха выбросами вредных веществ.
Перспективы повышения экологической безопасности в угольной промышленности теснейшим образом связаны со стратегией ее развития, принятыми приоритетами и технической политикой и реализуются в следующих направлениях:
-наращивание производственных мощностей на стабильно работающих и рентабельных предприятиях, строительство шахт и разрезов на новых месторождениях с благоприятными горно-геологическими условиями при обоснованной ликвидации убыточных и нерентабельных предприятий;
-обновление технического потенциала действующих предприятий на базе новых современных экологически чистых технологий и оборудования, целенаправленного внедрения научно- технических достижений;
-оптимальное сочетание открытого и подземного способов добычи, освоение новых технологий гидродобычи и подземной газификации угля;
- глубокая комплексная переработка добываемого угля с полным использованием органической и минеральной составляющих в разнообразную промышленную продукцию, с утилизацией отходов добычи и обогащения, в том числе остающихся после ликвидации угольных предприятий, с получением товарных продуктов;
- становление новых методов хозяйствования, базирующихся на экологически ориентированных приемах управления и массовом применении ресурсо- и энергосберегающих технологий;
-широкомасштабное извлечение метана из угольных пластов действующих шахт и промысловая его добыча за границами шахтных полей с использованием для энергетических целей в качестве самостоятельного топливно-энергетического ресурса.
По уровню образования и выбросов вредных веществ в атмосферу угольная промышленность входит в первую десятку отраслей народного хозяйства страны.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на угольных предприятиях являются технологические процессы горного производства (буровзрывные работы, экскавация, погрузка горной массы, внутреннее и внешнее отвалообразование), энергетические и сушильные установки, аспирационные системы, открытые угольные склады, горящие породные отвалы. Указанными источниками выбрасываются в атмосферу угольная и породная пыль, сажа, окислы серы, азота и углерода, сероводород и другие вредные вещества. Существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят выделения шахтного газа метана.