Статья

Наименование	Закономерности изменения природной газоносности углей Донбасса с ростом глубины разработки
Авторы	Радченко А. Г., вед. инж. Савченко А. В., к. г.-м. н., с. н. с. Радченко А. А., инж.-строитель Салий С. Г., вед. инж. Николаев Д. Ю., вед. инж.
Раздел	Науки о земле
Год	2017	Выпуск	51	Страницы	22 - 31
УДК	622.831.322:635			EDN	WNKYXE
Аннотация	В статье рассмотрены основные закономерности изменения природной газоносности углей Донбасса в зависимости от их марочного состава и глубины.
Реферат	Цель. Установление основных закономерностей изменения природной газоносности углей Донбасса в зависимости от их марочного состава и глубины залегания пластов с целью составления надежных и объективных горно-геологических прогнозов и выдачи рекомендаций по оптимальным длинам скважин, предназначенных для ведения текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов и контроля эффективности применяемых противовыбросных мероприятий. Методика. Выполненный анализ литературы показал, что процесс метаморфизма углей сопровождается скачками углефикации, при этом нелинейно изменяются структурно-химические и физико-механические свойства углей. На основании этого сделано следующее предположение: в связи с неоднородностью строения горного массива и наблюдающимися при метаморфизме скачками углефикации распределение природной газоносности углей Хпр в ряду метаморфизма должно иметь скачкообразный, нелинейный характер. Для проверки этого предположения был выполнен статистический анализ. На основании данных геологоразведочных скважин о природной газоносности углей Донбасса были построены графики изменения природной газоносности Хпр в зависимости от выхода летучих веществ и с увеличением глубины. При выполнении статистического анализа для оценки степени изменчивости Хпр нами были применены: а) общепринятые в математической статистике параметрические критерии: аср — среднее арифметическое; σ — среднее квадратическое отклонение (стандарт); Квар — коэффициенты вариации, %; б) непараметрические критерии: коэффициенты изменчивости — Кизм. Результаты. На основании выполненного анализа установлены нелинейные, волнообразные, пульсирующие изменения природной газоносности углей Донбасса в ряду метаморфизма и с глубиной. Таким образом, скорректированы существующие ранее представления о закономерностях изменения природной газоносности углей Хпр в ряду метаморфизма и с глубиной. Показаны следующие взаимосвязи: 1) скачков углефикации с изменениями природной газоносности углей Хпр в ряду метаморфизма; 2) природной газоносности углей Хпр с их выбросоопасностью в ряду метаморфизма. Предложены рекомендации по оптимальным длинам скважин, предназначенных для ведения текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов и контроля эффективности применяемых противовыбросных мероприятий. Научная новизна. Научная новизна данной работы заключается в следующем. Предложен системный, комплексный подход к изучению свойств углей в ряду метаморфизма, который учитывает следующие взаимосвязи: структурно-химические преобразования – физико-механические свойства – газоносность – выбросоопасность углей в ряду метаморфизма. Показано, что изменения Хпр в ряду метаморфизма тесно связаны с углеобразованием, со структурно-химическими преобразованиями в углях. Нелинейные и скачкообразные изменения структурно-химических свойств углей (скачки углефикации) вызывают нелинейные изменения физико-механических (крепость, пористость, дробимость и т. д.) и газо-кинетических свойств углей (сорбционная способность, сорбционная набухаемость, газоносность, скорость сорбции, скорость десорбции, скорость газоотдачи и т. д.). Нелинейные, волнообразные изменения газоносности в ряду метаморфизма и с глубиной обусловливают в ряду углефикации и с глубиной волнообразные, пульсирующие изменения числа внезапных выбросов угля и газа. Практическая значимость. Даны рекомендации по оптимальным длинам скважин, предназначенных для: а) ведения текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов на угрожаемых и выбросоопасных угольных пластах; б) ведения контроля эффективности применяемых противовыбросных мероприятий (гидрорыхления, торпедирования угольного пласта) на выбросоопасных и особо выбросоопасных угольных пластах. Выбор оптимальных длин скважин, предназначенных для ведения текущего прогноза выбросоопасности и ведения контроля эффективности противовыбросных мероприятий, осуществляется с учетом следующих параметров: глубина ведения горных работ — Н, м; весовой выход летучих веществ — Vdaf, %; природная газоносность углей — Хпр, м3/т с. б. м.; крепость угля — f, у. е.; интенсивность трещиноватости углей — Iтр..
Ключевые слова	природная газоносность, угольные пласты, марочный состав углей, весовой выход летучих веществ, глубина разработки, волнообразное изменение.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Николин, В. И. Представления (гипотеза) о природе и механизме выбросов угля, породы и газа [Текст] / В. И. Николин // В кн.: Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. — М.: Недра, 1978. — С. 122–139. 2. Мурашов, В. И. Механизм развязывания внезапных выбросов угля и газа в горных выработках [Текст] / В. И. Мурашов // В кн.: Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. — М.: Недра, 1978. — С. 140–161. 3. Минеев, С. П. Горные работы в сложных условиях на выбросоопасных угольных пластах: монография, [Текст] / С. П. Минеев, А. А. Рубинский, О. В. Витушко, А. Г. Радченко. — Донецк: ООО «Східний видавничий дім», 2010. — 603 с. 4. Косенко, Б. М. Изменение содержания метана и высших углеводородов в каменных углях и антрацитах Донбасса [Текст] / Б. М. Косенко // Геология угольных месторождений. — М.: 1969. — Т.1. — С. 129–135. 5. Забигайло, В. Е. Влияние катагенеза горных пород и метаморфизма углей на их выбросо-опасность [Текст] / В. Е. Забигайло, В. И. Николин. — К.: Наукова думка, 1990. — 168 с. 6. Николин, В. И. Борьба с выбросами угля и газа в шахтах [Текст] / В. И. Николин, И. И. Балинченко, А. А. Симонов. — М.: Недра, 1981. — 300 с. 7. Саранчук, В. И. Надмолекулярная организация, структура и свойства угля [Текст] / В. И. Саранчук, А. Т. Айруни, К. Е. Ковалев; отв. ред. В. А. Сапунов. — К.: Наукова думка, 1988. — 192 с. 8. Антипов, И. В. Проявление выбросоопасности углей в ряду метаморфизма [Текст] / И. В. Антипов, А. Г. Радченко, А. А. Радченко // Безопасность труда в промышленности. — М., 2015. — № 5. — С. 59–65. 9. Газоносность и ресурсы метана угольных бассейнов Украины [Текст] / А. В. Анциферов, А. А. Голубев, В. А. Канин, М. Г. Тиркель, Г. З. Задара, В. Ю. Узиюк, В. А. Анциферов, В. Г. Суяр-ко // Геология и газоносность Западного, Юго-Западного и Южного Донбасса. — Донецк: Изд-во «Вебер», 2009. — Т. 1. — С. 261–313. 10. СОУ 10.1.00174088.011-2005. Правила ведения горных работ на пластах, склонных к газодинамическим явлениям. — К.: Минуглепром Украины, 2005. — 225 с.
Полный текст