CC BY
30
1. Сопоставимость результатов определений сорбционной метаноемкости природных и искусственно увлажненных углей Восточного Донбасса. Зильбер-штейнМ.И., ЗимаковБ.М., Терещенко Ю.А., Флегон-товА.К. Сб. Геологоразведочные работы в Ростовской области. - Изд-во Ростовского университета, 1980. С. 21 - 26.
2. Ковалева И.Б., Соловьева Е.А. иффузионно-кинетические параметры угля и их связь с динамикой и
масштабами газовыделений из пластов. //Горный вестник. - 1998. - № 6. - С. 30-33.
3. Методы прогноза и способы предотвращения выбросов газа, угля и пород /Малышев Ю.Н., Айру-ни А.Т. и др. - М.: Недра, 1995. - 352 с.
4. Взаимодействие воды, внедренной в угольный пласт, с метаном. /Эттингер И.Л., СавенкоЛ.В., Коршун В.В., Ковалева И.Б.//Химия твердого топлива. -1977. - №5. - С. 9-16.
__ Коротко об авторах
Ковалева ИБ. — кандидат технических наук, Соловьева Е.А. — химик
Институт проблем комплексного освоения недр РАН
----------------------------------------- © Л. С. Вольпова, 2004
УДК 622.765.061 Л. С. Вольпова
ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВЕННО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ УГЛЕЙ НА ВЫБРОСООПАСНОСТЬ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Семинар № 5
Изменение петрографического типа, вещественно-петрографического состава, физических свойств и потенциальной выбросоопасности угля в разрезе слоя, цикла утленакопления основных выбросоопасных угольных пластов 412,410 и К 7. Промышленный район, Карагандинский бассейн
Потенц. выбросо опас- ность Неопасн | Неопасн Опасны
з ! * в § ! г X скорость газоотд. Р, у.в. 10-14 | 15-16 | СчЗ с\з 00 1“Н
и 1“ в л Я 0 1,0-1,1 1 0,8-1,0 0,5-0,7
) Витри- 6 38-55 | 55-65 63-75
1/Ш, /и Чист, о рган. веш. 1> сч | 15-20 | 32-45
* ) [I '! веш. с шей Более 50% ю го О 1"Н 1
^ I О в 8 | ю со со I—< СО сч
б я г н о сч со 1П
5 2 III до16 [ ло 10 до 4,5
Н 8 8 30-35 ю 00 »—< 10-13
111 30-37 | 20-27 10-15
1 С 5 £• IV ш !> § | Полумат. Полубл.
I 1 £ 1 Щ1 5 а 1 Средн. Нижн.
гольные пласты Карагандинского бассейна, в отличие от Донецкого, имеют большую мощность (до 7,5 м), сложное многопачечное строение, пестрый петрографический состав и значительные колебания зольности в пределах одного пласта. Изменчивость свойств изоме-таморфных углей, в значительной степени, определяется их вещественно-петрографическим составом, который влияет на физические свойства и выбросоопасность угольных пластов.
Выбросы угля и газа в Карагандинском бассейне произошли в наиболее мощных и сложно построенных угольных пластах Карагандинской К12, К10, К7 и Долинской свиты-Д6. Отмечается «избирательность» мест выбросов в разрезе пласта: выбросы происходят, как правило, в нижнем слое, в пачках, сложенных полублестящими и смешанными полублестящими и полуматовыми типами угля, относительно малозольными.
В угольных пластах К14,К13, а также К1-К6, сложенных преимущественно полуматовыми и матовыми типами угля, выбросы не происходили даже при максимальной глубине разработки 500600 м.
Изучалось влияние закономерностей угле-накопления на вещественно-петрографи-ческие особенности, физические свойства и потенциальную выбросоопасность угля. Это позволило дифференцировать сложные многопачечные угольные пласты по степени выбросоопасности и определить «место» наиболее потенциально выбросоопасных углей в разрезе угольных пластов, а также дать оценку потенциальной выбросоопасности угольных пластов разных угленосных свит бассейна.
Проведено послойное опробование и комплексное изучение вещественно-петрографического состава, химико-технологи-
ческих показателей и «выбросоопасных» физических свойств - крепости (ф) и начальной скорости газоотдачи (Р) основных выбросоопасных (К12Д10Д7) и невыбросоопасных (К14Д13Д3) угольных пластов Промышленного района.
Петрографическое изучение выполнялось по рядовым пробам(по брикет- аншлифам и аншлифам), в которых не нарушено соотношение минеральной и органической части угля. Кроме стандартного подсчета микрокомпонентов и минеральной части (Мл) по ГОСТ - 941474 изучались петрографические особенности, влияющие на хрупкое разрушение угля: состав, содержание и характер распределения минеральной части в угле, соотношение минерали-
зованного и чистого органического вещества, микротекстура угля.
С этой целью производился дифференцированный подсчет органического вещества с разным содержанием рассеянных минеральных примесей:
чистого органического вещества, органического вещества с содержанием Мл менее 30 %, 30-50 % и более 50 %, а также оценка микротекстуры углей с подсчетом ширины слоев
Выбросоопасные угольные пласты К12,К10 и К7 имеют сложное многопачечное строение, состоят из нескольких циклов угленакопления (2-4 и более).
А.А. Любер [1] была установлена определенная последовательность в строении угольных пластов, отражающая ход развития торфяника. Пласт, слой, цикл в пласте сложного строения начинается блестящим или полубле-стящим углем, переходящим вверх по разрезу в полуматовый, затем в матовый, который сменяется углистым аргиллитом или аргиллитом кровли пласта.
Проведенное изучение показало, что определенной последовательности петрографических типов угля в разрезе пласта, слоя, цикла, отражающей ход развития торфяника [1], соответствуют также закономерные изменения ряда вещественно-петрографических особенностей,
влияющих на физические свойства угля: зольности; состава, содержания и характера распределения минеральной части в угле; степени дисперсной минерализации угля; соотношения чистого и минерализованного органического вещества; микротекстуры угля.
Вещественно-петрографический состав, химико-технологические показатели и физические свойства угля закономерно изменяются в разрезе в соответствии со строением пласта от нижнего слоя к верхнему, как в пределах каждого цикла, так и всего мощного пласта (таблица).
Следовательно, цикличность угленакопления определяет не только смену преобладающего петрографического типа угля от блестящего и по-лублестящего до полуматового и матового [1], но и ряда вещественно-петрогра-фических изменений и физических свойств: возрастает зольность и содержание минеральной части, растет примесь кварца и карбонатов в составе минеральной части, увеличивается степень и концентрация дисперсной минерализации органического вещества угля, уменьшается содержание чистого органического вещества и витринита, микротекстура становится более тонкослоистой, возрастает кре-
пость и снижается начальная скорость газоотда-чи, а значит уменьшается потенциальная выбросоопасность угля (таблица).
Наименьшей прочностью в сочетании с высокой начальной скоростью газоотдачи и, следовательно, наибольшей потенциальной выбросопас-ностью характеризуются угли с относительно низкой зольностью(10-15 %), каолинит-
глинистым составом минеральной части, послойным ее распределением в угле, с высоким, не менее 27-30 % содержанием чистой органики и незначительной дисперсной минерализацией(до 15-20 %) органического вещества, широкослоистые ( ширина слоя 0,50 мм.)
Установленная тесная связь петрографических типов угля с зольностью, вещественнопетрографическими особенностями и «выбросоопасными» физическими свойствами и закономерности их изменения в строении угольного пласта, позволяют дифференцировать сложные многопачечные пласты по степени выбросоопасности и определить место потенциально выбросоопасных углей в разрезе угольных пластов.
Наиболее потенциально выбросоопасные угли имеют свое «законное» место в нижних частях сложных многопачечных пластов и циклов угленакопления, где происходило накопление наименее зольных полублестящих и блестящих углей. Средние и верхние части таких пластов и циклов угленакопления можно рассматривать как потенциально невыбросоопасные (таблица). Выбросоопасные угольные пласты имеют, в свою очередь, «законное» место в разрезе Карагандинской свиты и приурочены к максимуму угленакопления в ее средней части. Полученные результаты дают возможность также оценить потенциальную выбросоопасность угольных пластов других угленосных свит.
Угольные пласты «ашлярикского» типа угленакопления (Ашлярикская свита и нижняя часть Карагандинской с пластами К1-К5) почти не содержат блестящих и полублестящих углей и сложены матовыми высокозольными углями (25-30 % Ас) высокой крепости и являются потенциально невыбросоопасными.
Угольные пласты «долинского» типа угленакопления (Долинская свита, пласты Д1-Д) сложены, преимущественно, блестящими и полублестящими типами угля, малозольными и низкой крепости и представляют наибольшую опасность по выбросам.
Полученные результаты можно использовать для регионального прогноза выбросоопасности угольных пластов, а также для прогноза других
горно-геологических явлений, при которых про- исходит разрушение угля.
---------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Любер А.А. Сравнительная петрографическая характеристика угольных пластов различных свит Караганды. Тр. Лабор геол. угля АН СССР, вып.11, М.-Л.,1954.
__ Коротко об авторах
Вольпова Л.С. — кандидат геолого-минералогических наук, вед. научный сотрудник, Московская государственная геологическая академия.
---------------------------------------------- © Л. С. Вольпова, 2004
УДК 622.765.061 Л. С. Вольпова
ОСОБЕННОСТИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЗОН КАРАГАНДИНСКОГО БАССЕЙНА
Семинар № 5
1ТЛ арагандинский бассейн расположен в XV средней части Карагандинского синк-линория и представляет собой грабен-синклинальную структуру, сложенную 3 крупными синклинальными складками, разделенными размытыми антиклиналями. С запада и востока бассейн ограничен меридиональными разломами - Тентекским и Майкудукским.
В настоящее время идет промышленное освоение северных крыльев Карагандин-ской(Промышленный район) и Чурубай-Нуринской (Тентекский район) синклиналей. Внезапные выбросы угля и газа были почти во всех шахтах Промышленного района в замковой части и на северо-западном пологом крыле Карагандинской синклинали. Выбросов не было только в восточной (ш. Карагандинская) и средней части с-з крыла (ш. 50-летия СССР).
В Тентекском районе выбросы происходили в южной замковой части Тентекской мульды, в ш. им. В.И. Ленина. На юго-восточном и восточном крыле мульды (ш. Казахстанская и Тентекская) выбросов не было. Особенности газодинамических зон (ГЗ) тесно связаны с геотектонической историей бассейна.
Основная складчатость возникла в поздне-герцинский этап, пликативные и разрывные
структуры образовались в одну тектоническую фазу в результате вертикально-глыбовых движений. При этом бассейн испытывал также многократные подвижки с юга, со стороны герцинского сооружения, чем создавалось длительное, постепенно усиливающееся тангенциальное давление в северном направлении.
Северные крылья синклиналей наиболее простые и спокойные в тектоническом плане. Южные, испытывавшие более интенсивное тангенциальное давление с юга, смяты в мелкие складки и разбиты серией надвигов.
В последующие тектонические фазы - мезозойскую и кайнозойскую тектоническая активность проявлялась, в основном, в унаследованном развитии палеозойских структур, подновлении и оживлении разрывных нарушений. Существенного изменения палеозойского структурно-тектоничес-кого плана и распределения напряженно-деформированного состояния не происходило. Отсутствие длительных периодов денудации и наличие покровных отложений способствовало сохранности газа в угленосной толще.
Бассейн характеризуется довольно широким развитием крупных меридиональных разрывов и сбросов, возникших в условиях растя-
