|
Объем выборки составлял от 60 до 142 единиц. Образцы угля отбирались на глубинах от 525 до 1227 м. Анализ распределения метаноносности угля по падению и простиранию пластов показал, что достаточно четкой связи между метаноносностью угля и глубиной залегания проследить не удается. Количество газа, находящегося в угле меняется по случайному закону. При этом наблюдаются аномалии, где содержание газа на 20 30 % выше среднего значения. Так, на глубине 625 м по пласту i3 в скважине 1348 метаноносность составила 15 м3/т, а в скважине 1349 на такой же глубине эта величина равна 32,6 м7т. В то же время метапоносность на глубине 1228 м равна 15,7 м3/г. И такие примеры можно продолжить. То есть метаноносность является случайной величиной. Обработка данных свидетельствует о том, что для обследованных районов эта величина подчиняется нормальному закону распределения. Коэффициент неравномерности распределения метаноносности по площади угольных пластов изменяется от 1,69 до 1,77 и в среднем составляет 1,73. По пластам к2, кн 2> i3 метаноносность изменялась от 9,8 м3/т до 32,5 м3/т, а ее математическое ожидание от 16,5 до 18,3 м3/т. Для выявления факторов, обусловливающих столь значительную неравномерность метаноносности, рассматривался вопрос генезиса метана в данных районах. Основным методом данной задачи решения был анализ изотопного состава углерода метана и углекислого газа в угольных пластах. Газовые пробы отбирались на шахтах «Суходольская-Восточная», «Западная», «Центральная», «Изваринская» из угольных пластов, атмосферы горных выработок и шахт-вод. Состав газов угольных пластов характеризовался большим содержанием метана (до 95 %) и низким содержанием углекислого газа (до 0,7 %). Изотопный анализ выполнен на масс-спектрометре М-1305 в Московском геологоразведочном университете. Изотопный состав углерода метана угольных пластов имеет тенденцию к увеличению содержания изотопа С13 с ростом глубины залегания. Результаты 130 |
4. ОЦЕНКА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА 4.1. Газоносность разрабатываемых угольных пластов и давление свободного газа Г азоносность разрабатываемых угольных пластов распределена неравномерно по глубине и площади их залегания. Это обусловлено историей геологической эволюции как угольных бассейнов в целом, так и их отдельных месторождений: тектоническим строением угленосных отложений и их угленосностью; гидрогеологическими и гидрохимическими условиями: литологическим составом вмещающих перед; мощностью покрывающей толщи и степенью естественной дегазации угля. В настоящее время получен ряд закономерностей, позволяющих оценить влияние перечисленных факторов количественно. Одна из основных объективно существующих закономерностей это нарастание метаноносности угольных пластов с увеличением, глубины их: залегания. Однако отмеченная закономерность на некоторых участках месторождений может и не быть вскрытой отдельными скважинами при геологической разведке. То есть при определенных геологических условиях метаноносность пластов с глубиной может не только повышаться, но и понижаться. Это, например, наблюдается на шахтах Кузбасса, где разрабатываются метаионосные угольные пласты, приуроченные к южной части Кемеровской области. Геологические отложения этих районов представлены породами каменно-угольного, мелового, палеогенового, неогенового и четвертичного возрастов. Анализ распределения метаноносности угля по падению и простиранию пластов показал, что достаточно четкой связи между метаноносностыо угля и глубиной залегания проследить не удастся. Количество газа, находящегося в угле меняется по случайному закону. При этом наблюдаются аномалии, где газосодержание на 20 30 % выше среднего значения. И такие примеры можно 118 продолжить. То есть меганоносность является случайной величиной. Обработка данных свидетельствует о том, что для обследованных районов эта величина подчиняется нормальному закону распределения. Коэффициент неравномерности распределения метаноносности по площади угольных пластов изменяется от 1,69 до 1,77 и в среднем составляет 1,73. Значение природной метаноносности угля х„р можно представить в виде следующего соотношения: х„р=хсв+хсор6 > (4-1) где хсв, хсорб объемы свободного и сорбированного метана, содержащегося в единичной массе угля. Первое слагаемое соотношения (4.1) определяется по формуле: xce=mPo=^LPo> (4-2) Ра где т пористость угольного пласта; ра, р0 атмосферное давление и давление свободного метана в порах угольного вещества соответственно; р0, ра плотность метана при давлениях ра и р0 соответственно. Второе слагаемое соотношения (4.1) зависит от физико-химических свойств угля и состояния термодинамической системы «газ-уголь». Эту зависимость в общем виде можно представить следующим образом: хсорб = f(Р0’ал>Ьл’Ту>А<:Уг>wy)* гДе ал>ьл‘ параметры изотермы сорбции Лэнгмюра; Ту,Ас, V1, Wy температура, зольность и влажность угля. Изменение газового давления с глубиной изучено еще недостаточно. Ориентировочно оно может быть определено по степенней зависимости: (4.3) 119 Рп = Р , P o ( z ~ H o ) V . |