Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши

Приведены результаты исследований влияния геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши.

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Савчук, В.С., Приходченко, В.Ф., Приходченко, Д.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2015
Назва видання:	Розробка родовищ
Теми:	Розробка вугільних родовищ
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104627
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши / В.С. Савчук, В.Ф. Приходченко, Д.В. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 125-133. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-104627
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1046272016-07-14T03:02:39Z Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши Савчук, В.С. Приходченко, В.Ф. Приходченко, Д.В. Розробка вугільних родовищ Приведены результаты исследований влияния геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши. Наведено результати дослідження впливу геологічних факторів на прояви та різновиди геодинамічних явищ у вугільних шахтах Польщі. The investigation results of geological factor influence on appearance and species compound of geodynamic phenomena in Poland coal mines are given. 2015 Article Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши / В.С. Савчук, В.Ф. Приходченко, Д.В. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 125-133. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2415-3435 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104627 622.83(438) ru Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Розробка вугільних родовищ Розробка вугільних родовищ
spellingShingle	Розробка вугільних родовищ Розробка вугільних родовищ Савчук, В.С. Приходченко, В.Ф. Приходченко, Д.В. Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши Розробка родовищ
description	Приведены результаты исследований влияния геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши.
format	Article
author	Савчук, В.С. Приходченко, В.Ф. Приходченко, Д.В.
author_facet	Савчук, В.С. Приходченко, В.Ф. Приходченко, Д.В.
author_sort	Савчук, В.С.
title	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши
title_short	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши
title_full	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши
title_fullStr	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши
title_full_unstemmed	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши
title_sort	влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах польши
publisher	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Розробка вугільних родовищ
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104627
citation_txt	Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши / В.С. Савчук, В.Ф. Приходченко, Д.В. Приходченко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 125-133. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Розробка родовищ
work_keys_str_mv	AT savčukvs vliâniegeologičeskihfaktorovnaproâvlenieividovojsostavgeodinamičeskihâvlenijvugolʹnyhšahtahpolʹši AT prihodčenkovf vliâniegeologičeskihfaktorovnaproâvlenieividovojsostavgeodinamičeskihâvlenijvugolʹnyhšahtahpolʹši AT prihodčenkodv vliâniegeologičeskihfaktorovnaproâvlenieividovojsostavgeodinamičeskihâvlenijvugolʹnyhšahtahpolʹši
first_indexed	2025-07-07T15:37:46Z
last_indexed	2025-07-07T15:37:46Z
_version_	1837003090931220480
fulltext	125 УДК 622.83(438) © В.С. Савчук, В.Ф. Приходченко, Д.В. Приходченко В.С. Савчук, В.Ф. Приходченко, Д.В. Приходченко ВЛИЯНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПРОЯВЛЕНИЕ И ВИДОВОЙ СОСТАВ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ ПОЛЬШИ Приведены результаты исследований влияния геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши. ВПЛИВ ГЕОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ПРОЯВИ І РІЗНОВИДИ ГЕОДИНАМІЧНИХ ЯВИЩ НА ВУГІЛЬНИХ ШАХТАХ ПОЛЬЩІ Наведено результати дослідження впливу геологічних факторів на прояви та різновиди геодинамічних явищ у вугільних шахтах Польщі. INFLUENCE OF GEOLOGICAL FACTORS ON THE MANIFESTATION AND SPECIES COMPOSITION GEODYNAMIC EFFECTS IN COAL MINES OF POLAND The investigation results of geological factor influence on appearance and species compound of geodynamic phenomena in Poland coal mines are given. ВВЕДЕНИЕ Польша относится к крупнейшему про- изводителю угля в Европе и занимает чет- вертое место в мире по добыче каменного угля [1]. На начало ХХІ столетия добыча уг- ля составила 164,2 млн т, из которых на до- лю каменного угля приходилось 104,2 млн т, а на долю бурого угля – 60 млн т. Эффек- тивная отработка угольных пластов воз- можна примерно для 12 млрд т, из которых примерно 7 млрд т относятся к энергетиче- ским углям [1]. Общие и разведанные запасы в Польше оцениваются в 60,2 млрд т. Обеспеченность запасами угля составляет более 100 лет. За- пасы каменных углей и его добыча связа- ны исключительно с угольными бассейна- ми каменноугольного возраста: Верхнеси- лезским, Нижнесилезским и Любянским (рис. 1). Рис. 1. Угольные бассейны и месторождения Польши [2]: 1 – каменноугольные бассейны: I – Верхнесилез- ский, II – Нижнеселезский, III – Люблинский; 2 – буроугольные месторождения 126 Формирование продуктивной угленос- ной формации карбона происходило в раз- личных геотектонических условиях [2, 3]. С запада на восток, от внутренних зон гер- цинского орогена в направлении Восточно- Европейской платформы расположены формации трех типов: наложенных меж- горных впадин (Нижнесилезский бассейн), предгорных прогибов (Верхнесилезский бассейн) и платформенных впадин (Люб- линский бассейн). ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА Нижнесилезский каменноугольный бассейн расположен в юго-западной части Польши, на границе со Словенией и извес- тен под названием как Валбжихский бас- сейн. Бассейн относится к лимническому типу бассейнов [2, 3]. Бассейн представляет собой мульду, вытянутую в юго-восточном направлении, длиной около 60 км и шириной 30 – 35 км. С востока, севера и запада бассейн ограни- чен древними метаморфическими и извер- женными породами отрогов Судетских гор. Угленосные отложения слагают пери- ферическую часть мульды. Слои карбона залегают с падением к центру мульды под углом 30 – 45º. По направлению к центру они уходят на большую глубину, порядка 1000 м. Тектоника бассейна сложная. Углы па- дения пород на северном и восточном крыльях мульды довольно крутые (55 – 70º), на западе и в центре – пологие. Наи- более сложное строение угленосной толщи установлено в районе Валбжих и на юго- востоке. Вулканизм в бассейне проявлялся в не- сколько фаз. Наибольшая вулканическая деятельность достигла в послекарбоновое время, образуя ряд трещиноватых порфи- ровых массивов, через которые в угольные пласты проникает углекислый газ [2]. Большая его часть сорбируется углем, а остальная находится в свободном состоя- нии в порах и трещинах угольного вещест- ва. Далее вулканическая деятельность за- метно уменьшилась, однако ее проявление проявлялось даже до третичного времени [2]. Угленосные отложения представлены тремя свитами: валбжихской, белокамен- ской, жацлерской. Первая свита мощностью 220 м имеет 22 угольных пласта, из них рабочих – 12. Белокаменская свита (300 м) сложена поч- ти целиком конгломератами и грубозерни- стыми песчаниками, с отдельными уголь- ными пластами в верхней части. В жацлер- ской свите выделяются: нижняя (150 м) часть, богатая пластами угля, и верхняя (до 640 м) – с редкими маломощными пласта- ми. Выше безугольные стефанские отло- жения имеют красно-бурую окраску и по- степенно переходят в отложения «красного лежня». Мощность валбжихских угольных пла- стов весьма изменчива по площади их рас- пространения. Для отдельных пластов она изменяется от 0,6 до 3,2 м. Метаморфизм углей изменяется от средней степени до высокой степени мета- морфизма. Закономерной связи между ме- таморфизмом углей и стратиграфическим положением данного пласта не установле- но. Степень метаморфизма одного и того же пласта иногда резко меняется как по падению, так и по простиранию. Объясня- ется это воздействием на уголь тел извер- женных пород, преимущественно пермско- го времени. Некоторые исследователи предполагают наличие динамометамор- физма. Угли, как правило, раздроблены, катак- лазированы и милонитизированы. По пет- рографическому составу угли относятся к клареновым. Микрокомпоненты группы витринита составляют более 90%, при практически одинаковом содержании мик- рокомпонентов групп инертинита и липти- нита. Выход летучих веществ изменяется от 7 до 33%. Содержание влаги аналитической составляет в среднем 3,5%. Содержание серы изменяется в пределах от 0,3 до 1,3%, 127 чаще 0,65%. Количество минеральных примесей ( dA ) составляет от 11% (район Валбжиха) до 13 – 14% (район Нова-Руда). Удельная теплота сгорания углей ( r iO ) ко- леблется от 31,4 МДж/кг в районе Валбжи- ха до 26,8 МДж/кг в районе Нова-Руда. Угли, в соответствии с принятой в Польше классификаций, относятся к мар- кам 34 – 42, что соответствуют маркам Г – А по классификации, принятой в Украине. Угли марок 36 – 38 (марки К – Т) отсутст- вуют. Добыча угля в бассейне велась подзем- ным способом в двух районах: Валбжих- ском и Новорудском. В Валбжихском рай- оне работало три шахты: «Валбжих» (поле «Хробры»), «Виктория» (поля «Барбара» и «Витольд») и «Торез». В Новорудском районе действовала одна шахта – «Нова- Руда», (поля «Пяст», «Пняки», «Боле- слав»). Отрабатывались в основном поло- гие, нарушенные пласты мощностью 1,0 – 2,0 м, залегающие на глубине свыше 400 м. Отработка угольных пластов сопрово- ждалась частыми и весьма сильными вне- запными выбросами угля и углекислого газа или (реже) угля и метана, иногда угля и смеси этих газов. Бассейн относится к наиболее выбросоопасным бассейнам ми- ра. За период с 1894 по 1990 гг. количество выбросов составило 1915. До закрытия шахт в Нижней Силезии ежегодно проис- ходило 10 – 20 спровоцированных взрыва- ми выбросов угля и газа ( 2CO , смеси 42 CHCO + , 4CH ). В 37 случаях они вы- звали перерывы в работе шахт и повлекли за собой человеческие жертвы, в результа- те чего погибло 487 шахтеров. Чаще всего они происходили на шахтах «Нова-Руда», «Торез», «Цезарь София». Преобладали выбросы угля и углекислого газа ( > 97%). Выбросы угля и смеси углекислого газа и метана составили 0,85%. Выбросы угля и метана до 1979 года отмечались только на поле «Хробры» шахты «Валбжих». В по- следующие годы они в единичных случаях были отмечены в Новорудском райне [4]. На шахтах Валбжихского района за пе- риод с 1894 по1978 гг. произошло 212 вы- бросов угля и газа. Первый выброс про- изошел на шахте «Цезарь-София» в 1894 году, на глубине 80 м. Масса выброшенно- го угля составила 57 т. Во время выброса погиб один человек. Преобладали выбросы угля и углекислого газа с небольшим ко- личеством выброшенного угля. Так на шахте «Валбжих» объем выброшенного угля составлял 30 – 40 т, и только однажды составил 430 т. Выбросы интенсивностью более 200 т составили за этот период около 6%. Наибольший по силе выброс был от- мечен на шахте «Торез», где было выбро- шено 1600 т угля и выделилось 19000 м3 углекислого газа [4]. В районе отмечено неравномерное рас- пространение выбросов. Валбжихский уг- леносный район состоит из двух неравных и ассиметричных мульд: Собецин и Горце, разделенных антиклинальным поднятием, ядро которого сложено слоистыми порфи- рами [3]. Основная часть выбросов произошла в северо-восточной и восточной части муль- ды Собецин. Наибольшее количество вы- бросов происходило на глубине 410 – 558 м. Значительно меньше их было отмечено в центральной и западной частях мульды Собецин и мульды Горце. Интенсивность выбросов растет с глубиной. В централь- ной части мульды Собецин, где выбросы распространены слабее, их количество с глубиной не увеличивается. В западной части мульды Собецин и в мульде Горце известны единичные выбросы. В Новорудском районе только с 1894 по 1979 гг. было отмечено 1293 выброса угля и газа, в том числе и выбросов огне- упорного сланца с пропластками угля [4]. На шахте «Нова-Руда», где отрабаты- ваются пласты с выходом летучих веществ от 19,4 до 29,4%, сила выбросов угля и уг- лекислого газа достигает 4 – 5 тыс. т на один случай. В качестве примера можно привести крупный выброс, который про- изошел в 1941 году. В результате этого выброса было разрушено 4,4 тыс. т угля и 128 выделилось приблизительно 200 тыс. м3 углекислого газа. В результате удушья по- гибло 187 шахтеров. Там же в 1968 году, на глубине 450 м из угольного пласта «Роман» в течение 8 ч выделилось более 0,8 млн м3 углекислого газа. Выброшенный уголь за- полнил прилегающие выработки на рас- стоянии более 500 м. Население было эва- куировано, а оставшийся домашний скот погиб из-за недостатка кислорода [4]. До закрытия в 1974 году опасного поля «Боле- слав» на шахте «Нова Руда» произошло 32 крупных выбросов угля и газа. В после- дующие годы до закрытия шахты на полях «Пяст» и «Слупец» на глубине 860 м про- изошло 1192 выброса с максимальной си- лой при вскрытии пласта в 5 тыс. т угля и 750 тыс. м3 углекислого газа. Число выбро- сов силой до 200 т на шахте «Нова Руда» составило 70%. Основное количество вы- бросов происходило в подготовительных выработках, и только около 5% отмечено в очистных забоях. Самый крупный выброс произошел в 1958 году на пласте «Франци- шек». Было выброшено 5000 т горной мас- сы и 750 тыс. м3 углекислого газа. На шахте «Нова-Руда» отмечены еди- ничные выбросы песчаника и углекислого газа. Они произошли при проходке разве- дочного полевого штрека С на относи- тельной глубине 575 м. Угольные пласты в районе выбросов песчаника и газа характе- ризовались выходом летучих веществ от 28 до 38%. В результате первого выброса было засыпано187 м полевого штрека. Вы- брос достиг величины 1840 т выброшенной породы и около 2000 м3 углекислого газа. При проходке следующих 11 м полевого штрека произошел второй выброс песча- ника и газа. Выброшенной породой было засыпано 178 м штрека. Величина выброса достигла 1255 т выброшенной породы и около 13000 м3 2CO . После этого выброса проходка полевого штрека была задержана на период более 5 лет [4]. Выбросоопасным является аркозовый песчаник светло-серого цвета с примесью зерен горной породы розового оттенка. Структура песчаника псаммитовая (с вели- чиной зерен до 2 мм) с примесью псефито- вых зерен (зерно более 2 мм). Текстура беспорядочная. Содержание цемента в среднем более 15%. По составу он кремни- сто-глинистый. Пористость песчаника из- меняется от 6,8 до 8,4%. Давление газа со- ставляет более 39,9 МПа [4]. Выбросонеопасные песчаники Вал- бжихского района имеют более однород- ную структуру, практически без примесей связующего вещества. Они характеризу- ются большей механической прочностью и обладают более низкой пористостью (в среднем около 5%). Давление газа в сква- жинах, пробуренных по песчанику, не пре- вышало 0,39 МПа (4 атм.). Песчаники за- легают вблизи значительно менее газонос- ных угольных пластов, чем в Новорудском районе [4]. Кроме этих геодинамических явлений, на поле «Пяст» шахты «Нова Руда» были отмечены выбросы огнеупорного сланца залегающего ниже угольных пластов. Их возникновение связано с пропластками ка- менного угля, сопровождающими слои ог- неупорного сланца. Отмечается весьма вы- сокая зольность такого угля (до 40% и вы- ше). Удельный вес выбросов сланцев и га- за на шахте относительно невелик (≈17%). Мощность выбросов малая и средняя. Максимальная мощность выбросов соста- вила 700 т. Происходят они на разных глу- бинах, в том числе и на 800 м. Приурочены выбросы исключительно к подготовитель- ным выработкам, к зонам тектонических нарушений [4]. Польскими исследователями установ- лено, что на распределение внезапных вы- бросов угля оказывают влияние геологиче- ские факторы [4]. Характерной особенно- стью выбросоопасных угольных пластов является снижение крепости угля, потери блеска. Звуковые эффекты перед выбросом не устанавливаются. В выбросоопасном массиве отмечается уменьшение темпера- туры на 4 – 7º. Наименьшая глубина перво- го выброса в бассейне составляет 80 м. Отмечается тенденция к увеличению числа 129 и интенсивности выбросов с глубиной. Глубина наибольшей активности выбросов составляет 190 – 750 м. Однако до настоя- щего времени не установлено связи между глубиной залегания угольных пластов и основными параметрами угля выбросо- опасных пластов. Происходят они, как правило, в широком интервале значений выхода летучих веществ. Пласт считается опасным по выбросам, если его газонос- ность составляет от 8 до 16 м3/т, а крепость угля менее 0,8 по шкале Протодьяконова. При разработке выбросоопасных пластов углекислотообильность выработки дости- гает 43 – 56 м3/т добываемого угля, что на 20 – 22% выше углекислотообильности не- опасных пластов. Сорбционная газоем- кость выбросоопасных угольных пластов при =t 20º и давлении 5 МПа составляет по метану 11 – 22 м3/т, двуокиси углерода 28 – 43 м3/т. Существенное влияние, по данным польских исследований, на распределение газа в угольных пластах оказывает их пет- рографический состав [4]. Установлено, что концентрация газа в пласте зависит от структурных характеристик витринита, со- держание которого в пласта бассейна, как правило, превышает 90%. Так, на поле «Пяст» шахты «Нова-Руда» угольные пла- сты условно делятся две группы: верхнюю (группа пласта «Роман») и нижнюю (груп- па пласта «Францишек»). Угли пластов обеих групп раздроблены, катаклазирова- ны и милотизированы. Первая группа ха- рактеризуется повышенной выбросоопас- ностью. При отработке пластов второй группы выбросов не наблюдалось. Пласты, в петрографическом составе которых пре- обладает структурный витрен, характери- зуются повышенной концентрацией угле- кислого газа, влагоемкостью и являются более выбросоопасными. Считается, что трещиноватые порфиры и тектонические нарушения выполняли роль каналов в подводе газа из более глу- боких горизонтов. Предполагается, что его образование в глубине земной коры еще не прекратилось. Миграция газов зависит от пространственного распределения газо- проницаемых слоев и от характера геоло- гических нарушений. Угольные пласты бассейна характери- зуются значительными колебаниями газо- носности в отношении, как количества, так и состава содержащегося в одном и том же пласте газа. Содержание метана в пластах обнаруживают определенную зависимость от выхода летучих веществ. Максимальная метаноемкость приурочена к углям с вы- ходом летучих веществ в пределах 13 – 17%. Природное содержание газов в угольных пластах составляет 2 – 25 м3/т 2CO и 0,8 – 15 м3/т 4CH . Важной особен- ностью является то, что не установлена за- висимость общей и эффективной пористо- сти от степени метаморфизма углей. Прак- тика ведения горных работ показывает, что меньшая часть углекислого газа выделяет- ся из угольного пласта, а большая аккуму- лируется в трещинах и порах боковых по- род, откуда и поступает в выработанное пространство [5]. Верхнесилезский бассейн находится в юго-западной части страны, занимая пло- щадь около 5500 км2. Южная часть этого бассейна находится на территории Чехии и выделяется там как Остравско-Карвинский бассейн [2, 3]. В бассейне сосредоточено до 80% всех запасов угля страны. В тектоническом отношении он пред- ставляет собой предгорный прогиб. Круп- ная котловина, погружающаяся в юго- восточном направлении, сложена отложе- ниями нижнего и среднего карбона (на- мюр-вестфал). Нижняя часть намюра – остравская серия – сложена осадками па- ралического типа. В верхней части намюр- ского яруса в границах седловой группы произошло изменение условий осадкона- копления карбоновых пород, что привело к образованию комплекса отложений лим- нического типа [2, 3]. При формировании бассейн испытал значительные тектонические воздействия со стороны Судетских гор на западе, а 130 также со стороны горных отрогов Карпат на юге и Польского среднегорья на севере. Наиболее интенсивные тектонические процессы проявились в западной части бассейна. Тектоника бассейна сложная. Большая часть бассейна характеризуется распространением форм разрывной текто- ники. Разрывные нарушения больше ха- рактерны для западной, а также северной части бассейна. Из-за чего бассейн прини- мает блоковое строение. К основным структурным элементам этой площади от- носятся многочисленные сбросы, пологие изгибы слоев в виде антиклинальных под- нятий, синклинальных зон и мульд. В угленосной толще залегают более 459 угольных пластов и прослоев. Наиболее угленасыщенной является средняя часть разреза (рудская и седловая свиты) мощно- стью до 1000 м, в которой содержится до 30 пластов средней мощностью 1 – 2 м, еди- ничных – 7 и 24 м. Угленосность снижается с запада на восток, в этом же направлении происходит расщепление и выклинивание пластов. Степень метаморфизма углей повыша- ется с востока на запад [3]. В бассейне имеются все виды каменных углей – от слабоизмененных энергетических до кок- сующихся углей. Изменение степени угле- фикации в вертикальном разрезе привело к зональному распределения качества углей. Градиенты изменений, определяющие ши- рину зон, степень метаморфизма, по пло- щади бассейна непостоянны. В пределах одного шахтного поля качество углей до- вольно выдержано. Предполагается, что современное распределение марочного со- става углей бассейна сформировано под влиянием изменяющегося во времени и пространстве геотермического поля в ос- новном уже после тектонической инвер- сии. Степень метаморфизма углей изменя- ется по правилу Хильта. В региональном плане она уменьшается с запада на восток. Эксплуатируются практически только энергетические угли марок 31 – 33 с выхо- дом летучих веществ от 30% и более. От- личительное свойство углей – малое со- держание в них минеральных примесей, которое не превышает 8%. Доля серы ( d tS ) составляет от 0,86 до 1,99% [2]. Угли гумусовые и сапропелево- гумусовые. Содержание микрокомпонентов группы витринита пониженное (56 – 74%). Технологические свойства углей определя- ются в основном содержанием микроком- понентов группы инертинита, количество которого колеблется от 15 до 32%. Иногда угли сапропелевые (кеннели, богхеды). Со- держание группы липтинита изменяется в пределах 9,9 – 13,5%. Бассейн разделен на пять углепромыш- ленных районов. На западе находятся Рыб- никский и Гливицкий, на севере – Цен- тральный, на востоке – Краковский или Ви- словский, в центральной части – Пщинский [2, 3]. Угли пламенные с наименьшей степе- нью метаморфизма отрабатываются в Кра- ковском районе. В пределах Центрального и Пщинского районов развиты угли газо- вые и газовые пламенные (марки 32 и 33) с выходом летучих веществ от 32 до 40%. Западная часть бассейна включает зону коксовых углей. На крайнем северо-западе и на юге бассейна распространены орто- коксовые угли (марка 35) [2, 3]. Горно-геологические условия разработ- ки углей сложные. Геотермические гради- енты в пределах продуктивного карбона изменяются от 1,46 до 4,78 ºС/100 м. Пре- дельная величина температуры при веде- нии добычи угля в условиях влажных вы- работок – 28 ºС. На значительной части бассейна она отмечается в углях на глуби- не 500 м (горизонт – 250 м). Температур- ные колебания в интервале 500 – 1250 м колеблется от 14,0 до 60,3 ºС [3]. Бассейн метаноносный. Метан находит- ся в виде свободного газа в порах угля и горных пород, а также в сорбированном уг- листым веществом состоянии. Большинство шахт в бассейне негазовые. Около 40 из них относятся к газовым и частично газовым с выделением метана не более 3 м3/т. Не- сколько шахт («1 Мая», «Ястщембе» и др.) 131 являются весьма газообильными. В север- ной части бассейна, включая и Бытомскую мульду, в настоящее время отрабатывают- ся пласты рудской и седловой свит и меньшей степени порембской и якловец- кой свит. Шахты, находящиеся на севере, являются неметановыми («Бытом», «Анда- лузия» и др.). В восточном направлении пласты только слабометаноносные. Шахты Домбаровского объединения также не со- держат метана. На шахтах Рыбницко- Ястщембского объединения, где отрабаты- ваются наиболее метаморфизованные угли с выходом летучих веществ около 28%, по мнению польских ученых, существует по- тенциальная угроза выбросов угля и газа. К одной из самых трудноразрешимых проблем в угольной промышленности Польши относится опасности возникнове- ния горных ударов. После войны, в конце сороковых годов, их количество достигало около 350 в год. В бассейне из 70 шахт в 40 отмечались горные удары. Добыча угля в этих шахтах составляет около 54% суммар- ной добычи угля в стране. Только в течение пяти лет (1979 – 1983) было зарегистриро- вано 13977 сейсмических толчков и горных ударов, из которых 1059 произошли с энер- гией до 104 Дж, 3080 ударов с энергией 105 Дж, 267 – до 106 Дж, 37 – до 107 Дж и 2 горных удара с энергией 108 Дж. За период с 1980 по 1985 годы на шах- тах бассейна произошло 113 горных уда- ров. Из них 32 были отмечены в очистных забоях, 81 – в подготовительных выработ- ках, из-за чего произошло 62 массовых не- счастных случая, погибло 73 человека [4]. Наибольшее распространение горные удары получили на севере страны, где рас- положено Бытомско-Рудское объединение, куда входило 11 шахт. Шахты расположе- ны на юг от г. Бытома на площади более 125 км2. Отрабатываются пласты свит як- ловецкой, порембской, седловской на глу- бинах 700 – 1000 м. Отмечается высокий уровень горных ударов, в том числе с энергией 106 Дж и более, особенно на шах- те «Покуй», «Готвальд», «Вуен». Запасы под городом Бытомом оцениваются в 170 млрд т. В связи с увеличением глуби- ны отработки под городом стали происхо- дить многочисленные (до нескольких ты- сяч в год) сейсмических толчков. Это соз- дает проблему функционирования слож- ных подземных сооружений, чувствитель- ных к деформациям земной коры [4]. Значительное количество сейсмических толчков отмечается в Катовицком объеди- нении. Так, на шахте «Катовице» при от- работке на глубине 660 – 750 м пласта 510 мощностью до 10 м с углом падения 10° за 20 месяцев было отмечено 2500 сейсмиче- ских толчков, в том числе с энергией более 103 Дж, 15 – с энергией более 106 Дж и 1 – с энергией более 107 Дж. На шахтах Рыбницко-Ястщембского объединения горные удары начали проис- ходить с 60-х годов прошлого столетия. В объединение входило 14 шахт, из которых наиболее опасными по горным ударам яв- ляются четыре. Угольные пласты отраба- тываются на глубинах от 450 до 850 м. До 1987 года на шахтах было отмечено 15 сильных ударов и зарегистрировано более 800 сейсмических толчков с энергией от 105 Дж до 107 Дж. Кроме того, на шахтах этого объедине- ния, где отрабатываются наиболее мета- морфизованные угольные пласты, по мне- нию польских исследователей, существует потенциальная угроза выбросов угля и га- за. Пока типичных явлений выбросов угля и газа не зафиксировано. Однако имеют место такие явления как газовыделения, выбросы угля, сопровождающиеся выде- лением большого количества газа. Все шахты относятся ко ІІ – ІІІ категории опасности по метану. В 1979 году на шахте «Манифест-Липцовы» на глубине около 450 м во время работы комбайна произо- шел отрыв углы массой около 5 т с выде- лением значительного количества метана. Это явление характеризовалось значитель- ным количеством характеристик классиче- ского выброса угля и газа. Другими пред- посылками в пользу того, что на рыбниц- ких шахтах возможны выбросы угля и газа, является сравнение их с шахтами Острав- 132 ско-Карвинского бассейна, являющегося продолжением Верхнесилезского бассейна в Чехии. На угольных шахтах в Остравско- Карвинском бассейне имели место интен- сивные выбросы угля и газа. Сравнивае- мые угли находятся практически на одной стадии метаморфизма, характеризуются низкой механической прочностью и оди- наковыми адсорбционными и десорбцион- ными свойствами [4]. Геологическими причинами горных ударов, прежде всего, являются: глубина, наличие мощных слоев вмещающих пород с прочностью 80 – 120 МПа, способность угольных пластов к накоплению напряже- ний [4]. Установлено влияние мацерального и микрокомпонентного состава углей на их прочностные свойства. Показано, что большую опасность для проявления гор- ных ударов создают пласты, состоящие из гетерогенных микролитотипов, с преобла- данием кларено-дюренового типа, при од- новременной малой доли блестящего вит- ринитового угля. Сильнотрещиноватые уг- ли могут считаться разгруженными, т.е. не опасными по горным ударам. Участки с малой нарушенностью являются более опасными по горным ударам [4]. Установлено, что в Верхнесилезском бассейне при глубине до 350 м горные удары не происходят. Резкое увеличение количества горных ударов наблюдается на глубинах более 500 м. Предполагается, что на больших глубинах (1200 – 1500 м) уда- роопасность будет уменьшаться [4]. Более 97% всех горных ударов проис- ходит в районах с активной сейсмической деятельностью. Причиной сейсмической активности, по мнению польских ученых, считается сжатие пород карбона под влия- нием тектонических нарушений. Не сте- пень нарушенности, а тектоническая уп- лотненность является причиной горных ударов в бассейне [4]. В Люблинском бассейне каменно- угольные отложения характеризуются чет- ко выраженными чертами платформенного типа. Мощность угленосной толщи состав- ляет около 0,7 км. Она содержит до 90 угольных пластов, мощность которых в большинстве случаев составляет 0,9 – 1,2 м. Метаморфизм закономерно возрастает с глубиной. Угли в основном энергетические, марок 31 – 32. В небольшом количестве встречаются угли марок 33 и 34. Угли ма- рок 31 и 32 преобладают в северной и севе- ро-восточной частях бассейна. В централь- ной части бассейна содержатся марки 31 – 34. Зольность углей Люблинского бассейна высокая и составляет в среднем14,8%. Удельная теплота сгорания по бассейну в среднем составляет 26,2 МДж/кг. Содержа- ние серы весьма изменчиво и колеблется в пределах 0,25 – 13,8%, при среднем значе- нии для бассейна – 1,92%. В стратиграфи- ческом разрезе установлено увеличение ее содержания. Содержание группы витринита изменяется от 53,7 до 73,4%. Угли содержат несколько повышенное количество группы липтинита, в пределах от 10,6 до 16,2%. За- пасы угля составляют около 7,2 млрд т. Между горизонтами 700 – 800 м залегает 28% всех запасов; 800 – 900 м – 34%; 900 – 1000 м – 26%. Тектоническое строение бассейна бла- гоприятное для эксплуатации. По газонос- ности пласты относятся к І – ІІ категории. Температура в породах карбона на глубине 1000 м составляет 32,0 – 33,9 ºС [3]. В бассейне работает шахта «Богданка», отрабатывающая угольные пласты на глу- бине более 700 м. Проявлений геодинами- ческих явлений не отмечено. ВЫВОДЫ Отработка угольных бассейнов Польши сопровождается определенным набором геодинамических явлений. На распространение и видовой состав геодинамических явлений существенное влияние оказали геотектонические условия формирования угленосных формаций. При отработке Нижнесилезского бас- сейна, который формировался в межгорной впадине, происходят исключительно вне- 133 запные выбросы угля и газа, песчаника и газа. Повышенная выбросоопасность пла- стов обусловлена высоким содержанием углекислого газа. Распространение выбросов угля и угле- кислого газа контролируется степенью ме- таморфизма и происходят в тех же интер- валах выхода летучих веществ, установ- ленных для выбросов угля и метана. К наиболее выбросоопасным относятся блестящие витринитовые угли с повышен- ным содержанием структурных его разно- стей. Разработка угленосной формации пред- горного прогиба (Верхнесилезский бас- сейн) сопровождается проявлением горных ударов. Горные удары в бассейне происходят при отработке угольных пластов низкой и средней стадией метаморфизма с выходом летучих веществ более 30%. С увеличением степени метаморфизма отмечается проявление переходных видов геодинамических явлений, увеличивается опасность возникновения выбросов угля и газа. Кларено-дюреновые угли с повышен- ным содержанием микрокомпонентов группы липтинита и инертинита представ- ляют большую опасность для возникнове- ния горных ударов, чем блестящие угли. Отработка продуктивной формации платформенной впадины (Люблинский бассейн) не сопровождается проявлением геодинамических явлений. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Российская угольная энциклопедия. Т2. (К-П). – М. – СПб.: Изд-во С.-П. картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2006. – С. 519 – 526. 2. Матвеев А.К. Угольные бассейны и месторожде- ния зарубежных стран / А.К. Матвеев. – М.: Изд-во МГУ, 1979. – 311 с. 3. Угольные бассейны и месторождения стран чле- нов СЭВ и СФРЮ / Совет экономической взаимопомощи. Постоянная комиссия по сотрудничеству в области геологии. – М., 1984. – 505 с. 4. Свидзинский А.Т. О внезапных выбросах угля, по- роды и газа на шахтах ПНР / А.Т. Свидзинский, В.Н. Ар- тамонов, В.В. Чистюхин // Разработка месторождений полезных ископаемых. – 1982. – № 62. – С. 59 – 63. 5. Дмитриев A.M. Проблемы газоносности угольных месторождений / Дмитриев A.M., Куликова Н.Н., Бодня Г.В. – М.: Недра, 1982. – 263 с. ОБ АВТОРАХ Савчук Вячеслав Степанович – д.геол.н., профессор кафедры геологии и разведки месторождений полезных ископаемых Национального горного университета. Приходченко Василий Федорович – д.геол.н., профес- сор, заведующий кафедрой геологии и разведки месторо- ждений полезных ископаемых Национального горного университета. Приходченко Дмитрий Васильевич – ассистент кафедры общей и структурной геологии Национального горного университета.

Влияние геологических факторов на проявление и видовой состав геодинамических явлений в угольных шахтах Польши

Репозитарії

Схожі ресурси