Гірничо-геологічні умови перерозподілу метану в підробленому вуглепородному масиві.

Abstract

Робота присвячена визначенню гірничо-геологічних умов, що впливають на перерозподіл метану в підробленому вуглепородному масиві, та встановленню закономірностей накопичення техногенних ресурсів метану залежно від геологічної будови вугленосної товщі та зміни ступеня метаморфізму вугілля і катагенезу вміщувальних порід. Ґрунтуючись на результатах досліджень, встановлено, що для Донецько-Макіївського району характерним є збільшення густоти накопичених техногенних ресурсів метану в підробленому вуглепородному масиві в напрямку з південного заходу на північний схід. Визначено, що основним чинником збільшення густоти накопичених техногенних ресурсів метану в пісковиках у північно-східному напрямку є збільшення глибини залягання вугленосної товщі, а для вугільних пластів-супутників – збільшення їх кількості та потужності в цьому напрямку. Виявлено збільшення густоти накопичених техногенних ресурсів метану в підроблених вугільних пластах-супутниках зі зростанням ступеня метаморфізму вугілля від марок Г до ПС. Встановлено зниження загальної густоти природних ресурсів метану та збільшення густоти накопичених техногенних ресурсів зі збільшенням ступеня метаморфізму вугілля.

Работа посвящена определению горно-геологических условий, влияющих на перераспределение метана в подработанном углепородном массиве, и установлению закономерностей накопления техногенных ресурсов метана в зависимости от геологического строения угленосной толщи и от изменения степени метаморфизма углей и катагенеза вмещающих пород. Выявлено, что для Донецко-Макеевского геолого-промышленного района Донбасса характерно увеличение плотности накопленных техногенных ресурсов метана в подработанном углепородном массиве в направлении с юго-запада на северо-восток. Определено, что основным фактором увеличения густоты накопленных техногенных ресурсов метана в песчаниках является увеличение глубины залегания угленосной толщи. Установлено, что проницаемость нарушенного в результате подработки углепородного массива достигает значений более 1•10-15 м2, что позволяет отнести его к промышленному коллектору V класса. Предложен новый комплексный показатель kс.м.у (коэффициент строения подработанного углепородного массива) для оценки количества накопленных техногенных ресурсов метана в подработанных угольных пластах-спутниках, учитывающий их количество, мощность и расположение в зоне «медленного» газа. Впервые выполнена оценка густоты накопленных техногенных ресурсов метана для шахт Донецко-Макеевского геолого-промышленного района Донбасса. Установлено, что увеличение в северо-восточном направлении плотности накопленных техногенных ресурсов метана в угольных пластах-спутниках вызвано увеличением их количества и мощности в этом направлении. Доказано, что основным фактором увеличения густоты накопленных техногенных ресурсов метана в подработанных песчаниках является глубина залегания угленосной толщи и давление газа в ней, а в угольных пластах-спутниках – увеличение их количества и мощности. С повышением степени метаморфизма пластов угля марок от Г к ОС заметно снижение густоты накопленных техногенных ресурсов метана в песчаниках подработанного углепородного массива. Выявлено существенное снижение разницы между плотностью природных и накопленных техногенных ресурсов метана в песчаниках с увеличением степени метаморфизма отработанного угольного пласта. Установлено увеличение плотности накопленных техногенных ресурсов метана в подработанных угольных пластах-спутниках с ростом степени метаморфизма угля марок от Г к ОС, вследствие чего наблюдается тенденция снижения объема накопленных техногенных ресурсов метана, сконцентрированного в песчаниках, и его увеличение в угольных пластах и пропластках. В целом эти факторы приводят к изменению тенденции уменьшения густоты природных ресурсов метана на увеличение густоты накопленных техногенных ресурсов метана в подработанной углепородной толще от марок Г к ОС. Определено снижение общей плотности природных ресурсов метана и увеличение густоты накопленных техногенных ресурсов с увеличением степени метаморфизма угля.

This paper is devoted to definition of geological and mining conditions affecting the redistribution of methane within undermining coal-rock massif and establishing patterns of accumulation of anthropogenic methane resources depending on the geological structure of the coal-bearing strata and changes in the coal metamorphism intensity and catagenesis of enclosing rocks. Based on research, it was established that the Donetsk-Makeevsk region was characterized by an increase the density of accumulated anthropogenic methane resources within undermining coal massif in the direction from the south-west to the north-east. It was proved that the main factor of increase the density of accumulated anthropogenic methane resources in sandstones in the north – east direction was an increase the depth of the coal-bearing strata; for coal grist – increase in their number and capacity in this direction. An increase the density of accumulated technological resources of methane in undermining coal grist with the increase of coal metamorphism intensity from “G” coal rank up to “PS” was determined. Reducing the density of methane natural resources and increase the density of accumulated anthropogenic resources with increasing of coal metamorphism intensity had been found.