Тектонический контроль суфляров метана

Розглянуті тектонічні умови формування суфлярів метану на шахтах Красноармійського району Донбасу.

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Приходченко, В.Ф., Приходченко, С.Ю.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2010
Schriftenreihe:	Геотехническая механика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33500
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Тектонический контроль суфляров метана / В.Ф. Приходченко, С.Ю. Прихлдченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 54-59. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-33500
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-335002012-05-29T12:24:16Z Тектонический контроль суфляров метана Приходченко, В.Ф. Приходченко, С.Ю. Розглянуті тектонічні умови формування суфлярів метану на шахтах Красноармійського району Донбасу. The tectonic terms of forming of methane blowers on the mines of Krasnoarmeysk region of Donbas were considered. 2010 Article Тектонический контроль суфляров метана / В.Ф. Приходченко, С.Ю. Прихлдченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 54-59. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33500 553.94:622.324 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Розглянуті тектонічні умови формування суфлярів метану на шахтах Красноармійського району Донбасу.
format	Article
author	Приходченко, В.Ф. Приходченко, С.Ю.
spellingShingle	Приходченко, В.Ф. Приходченко, С.Ю. Тектонический контроль суфляров метана Геотехническая механика
author_facet	Приходченко, В.Ф. Приходченко, С.Ю.
author_sort	Приходченко, В.Ф.
title	Тектонический контроль суфляров метана
title_short	Тектонический контроль суфляров метана
title_full	Тектонический контроль суфляров метана
title_fullStr	Тектонический контроль суфляров метана
title_full_unstemmed	Тектонический контроль суфляров метана
title_sort	тектонический контроль суфляров метана
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33500
citation_txt	Тектонический контроль суфляров метана / В.Ф. Приходченко, С.Ю. Прихлдченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 54-59. — рос.
series	Геотехническая механика
work_keys_str_mv	AT prihodčenkovf tektoničeskijkontrolʹsuflârovmetana AT prihodčenkosû tektoničeskijkontrolʹsuflârovmetana
first_indexed	2025-07-03T13:54:04Z
last_indexed	2025-07-03T13:54:04Z
_version_	1836634178523758592
fulltext	54 УДК 553.94:622.324 Д-р геол. наук В. Ф. Приходченко (НГУ) канд. геол. наук С. Ю. Приходченко (ИГТМ НАН Украины) ТЕКТОНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СУФЛЯРОВ МЕТАНА Розглянуті тектонічні умови формування суфлярів метану на шахтах Красноармійського району Донбасу. TECTONIC CONTROL OF METHANE BLOWERS The tectonic terms of forming of methane blowers on the mines of Krasnoarmeysk region of Donbas were considered. Суфляры метана являются одним из следствий наличия локального скопле- ния свободного газа в угленосной толще, которое проявляется после вскрытия горной выработкой. Выделения метана происходят из трещин, шпуров или скважин, вскрывающих ловушки различного типа, где произошло накопление и сохранение метана в свободном состоянии. Установление закономерностей распространения суфляров метана необходимо как в целях обеспечения безо- пасности работ в шахтах, так и для определения факторов, благоприятных для формирования скоплений метана в угленосной толще. Одним из основных геологических факторов, влияющих на распределение газа в угленосном массиве, является тектоника. Разрывная и складчатая нару- шенности являются проявлением одного процесса – деформации угленосной толщи, только в первом случае – в хрупком виде, а во втором – в пластичном. В результате происходит деструктуризация угленосной толщи, при которой соз- даются локальные коллекторы, главным образом – трещинные, со всех сторон окруженные ненарушенными породами, где появляется возможность накопле- ния метана, перешедшего в свободное состояние. Таким образом, создается ло- кальное скопление метана, коллектором для которого служат трещиноватые горные породы, а экраном – окружающие породы, не подвергшиеся тектониче- ской деформации. Исследования проводились в центральной, наиболее газоносной части Красноармейского геолого-промышленного района Донбасса, на полях шахт Добропольская и Белицкая, сверхкатегорным по содержанию метана. В горных выработках шахты Белицкая были зафиксированы многочисленные (более 30) случаи проявления суфляров метана на пластах 8 l , 3 l , 1 2 l , нk 8 , вk 5 в горных выра- ботках шахты Добропольская также отмечались суфляры метана, большинство из которых (8) - на пласте 3 l . Суфляры имеют преимущественно геологическое происхождение, что характерно для районов Донбасса с малометаморфизован- ными углями (марки Д - Ж). Большинство суфляров метана на этих шахтах по своему расположению приурочены к малоамплитудным тектоническим нару- шениям. В локальных зонах трещиноватости, которые чаще всего сопровожда- ют малоамплитудные тектонические нарушения, возможно образование скоп- лений метана. Для установления мест скопления метана необходимо опреде- 55 лить интенсивность тектонической нарушенности, благоприятную для их фор- мирования. Рассмотрим тектоническое строение наиболее отработанного этими шахта- ми угольного пласта 3 l . На поле шахты Добропольская горными работами выявлено около 80 мало- амплитудных разрывов типа сбросов и надвигов. Для выявления закономерно- стей размещения малоамплитудных разрывов на поле шахты Добропольская была построена карта интенсивности малоамплитудной нарушенности угольно- го пласта 3 l . Оценка степени нарушенности угольных пластов малоамплитуд- ными разрывами выполнялась при помощи показателя Кн, который рассчиты- вался по хорошо апробированному в Донбассе методу. Интенсивность нарушенности пласта малоамплитудными разрывами в пре- делах шахтного поля неравномерная. Ненарушенные или очень слабо нарушен- ные участки соседствуют с зонами, где угленосные отложения характеризуются интенсивной разрывной нарушенностью. Можно выделить четыре интенсивно нарушенные зоны. Три из них простираются с северо-востока на юго-запад. Среди них выделяется ярко выраженная зона в западной части шахтопласта и две зоны в центральной части. Расстояние между серединами центральных зон 700 – 900 м, а до западной зоны от центральной 1500 м. Угол между направле- ниями простирания Добропольского надвига и этих зон составляет около 20°. Также выделяется зона, простирающаяся с северо-запада на юго-восток, обра- зующая с Добропольским надвигом угол 60 – 70°. Параллельно этой зоне на расстоянии около 3000 м на север располагается среднеамплитудный Карпов- ский сброс. Таким образом, пласт 3 l поля шахты Добропольская разделяется зонами разрывов на четырехугольные блоки, сжатые по оси с северо-запада на юго- восток. Все выделенные зоны связаны с крутопадающими многопластовыми разрывами, распространяются практически вертикально вниз и отмечены на пластах 1 2 l и нk 8 . Интенсивность нарушенности каменноугольных отложений малоамплитудными разрывами в наиболее четких зонах достигает значений 2·10 -3 и 4·10 -3 . На остальной части шахтного поля разрывная нарушенность угольных пластов незначительная. Большинство мест проявления суфляров ме- тана на шахтном поле находится в нарушенных зонах. Коэффициент нарушен- ности угольного пласта изменяется здесь от 1·10 -3 до 4·10 -3 . Кроме малоамплитудных разрывов, на поле шахты Добропольская выявле- ны также локальные складчатые структуры. Выявление и оконтуривание ло- кальных складчатых структур осуществлялось методом аппроксимации регио- нальной поверхности залегания пород с помощью полинома первой степени. По отклонениям между рассчитанными и фактическими замерами отметок по- дошвы угольного пласта строились в изолиниях карты локальных складчатых структур. На карте угольного пласта 3 l поля шахты Добропольская выделяется круп- ная пологая антиклиналь в юго-восточной части пласта с превышением более 56 100 м. Она расположена вблизи Добропольского надвига и простирается в се- веро-западном направлении перпендикулярно направлению простирания Доб- ропольского надвига. В северной части шахтного поля расположена синкли- нальная складка. Здесь разница фактических значений гипсометрии с расчет- ными составляет 40 м. Большинство суфляров метана концентрируется в облас- ти локальной антиклинали, примыкающей к Добропольскому надвигу. Количественная оценка интенсивности локальной складчатости осуществ- лялась при помощи показателя “угол складчатости" ( ), который представляет собой угол отклонения пласта от плоскости в данной точке. Интенсивность ло- кальной складчатости на большей части площади незначительная и не превы- шает 2 - 3°. Более значительная интенсивность отмечается только на отдельных участках, расположенных: в северной части шахтного поля вдоль Карповского сброса, на участке, совпадающем с расположением локальной антиклинали вблизи Добропольского надвига, а также вблизи юго-западной границы шахты. Интенсивность локальной складчатости достигает здесь 4 - 5° и даже 6 - 7°. По- вышение интенсивности здесь связано с появлением дополнительных более резких перегибов в залегании пород. Интенсивность локальной складчатости в местах возникновения суфляров метана в большинстве случаев составляет 2 - 3°. Поле шахты Белицкая расположено в пределах тектонического блока, огра- ниченного с трех сторон крупноамплитудными надвигами: на юго-западе - Мерцаловским с амплитудой смещения 65 - 175 м, на северо-западе - Добро- польским с амплитудой 30 - 100 м и на юго-востоке - Центральным с амплиту- дой 200 - 300 м. Тектоника в пределах шахтного поля относительно простая. Среднеамплитудные разрывы полностью отсутствуют. Горными выработками установлено наличие здесь только малоамплитудных разрывов - надвигов и сбросов. Интенсивность малоамплитудной разрывной нарушенности угленосных от- ложений на шахтном поле неравномерная. Почти все разрывы концентрируют- ся в пределах определенных участков, которые имеют в плане форму сравни- тельно узких зон субширотного и субмеридионального простирания. Всего на шахтном поле выделено 6 таких зон. Четыре из них выражены очень четко и протягиваются через все шахтное поле. Две другие зоны имеют прерывистое строение и потому менее четко выражены. Среди нарушенных зон субмери- дионального простирания две размещаются в западной и центральной частях шахтного поля и связаны с развитием многопластовых протяженных (более 4000 м) разрывов. Одна зона расположена в восточной части шахтного поля и представлена серией сравнительно коротких (100 - 200, иногда 500 м) разрывов разнообразных типов и ориентировки в пространстве. Расстояние между осями нарушенных зон субмеридионального простирания составляет 1500 м. Среди нарушенных зон субширотного простирания выделяется одна очень четко вы- раженная зона, которая развита в северной части шахтного поля и связана с на- личием многопластового разрыва значительной протяженности (более 2000 м). Две другие зоны этой системы имеют прерывистое строение и развиты в цен- 57 тральной и южной частях шахтного поля. Расстояние между осями нарушенных зон субширотного простирания составляет около 1500 м. Большинство из на- рушенных зон тяготеет к западной половине шахтного поля, что вероятно свя- зано с наличием здесь крупноамплитудного Добропольского надвига, который является естественной границей шахты. Интенсивность нарушенности каменноугольных отложений малоамплитуд- ными разрывами в наиболее четких зонах достигает значений 2·10 -3 и 4·10 -3 . На остальной части шахтного поля разрывная нарушенность угольных пластов не- значительная. Большинство мест проявления суфляров метана на шахтном поле находится в нарушенных зонах, причем максимальная их концентрация наблю- дается в западной субмеридиональной нарушенной зоне, расположенной вдоль протяженного многопластового нарушения. Коэффициент нарушенности угольного пласта составляет здесь от 1·10 -3 до 4·10 -3 . Кроме малоамплитудных разрывов, на поле шахты Белицкая присутствуют также локальные складчатые структуры. Среди них наиболее четко выражена антиклинальная складка, которая расположена в северо-западной части шахт- ного поля, в висячем крыле Добропольского крупноамплитудного надвига. Ее ось вытянута с юго-запада на северо-восток почти параллельно простиранию сместителя Добропольского надвига. Разница в гипсометрии угольного пласта 3 l здесь достигает 100 м. Антиклиналь протягивается через все шахтное поле. Менее выразительная антиклинальная структура проявляется в юго-восточной части площади. Между этими двумя антиклинальными структурами размеща- ется слабо выраженная синклинальная складка, которая протягивается в субме- ридиональном направлении через все шахтное поле. Наибольшая концентрация суфляров метана на пласте l3 поля шахты Белицкая наблюдается в области наи- более крупной выделенной локальной антиклинальной складки в северо- западной части шахтопласта. Интенсивность локальной складчатости на большей части шахтного поля не превышает 1 - 2 . И только в северо-западной части площади, в пределах чет- кой локальной антиклинали интенсивность складчатости превышает 3 - 4 , а местами достигает даже 8 - 10 . Большинство суфляров метана на угольном пласте расположено в местах, где интенсивность локальной складчатости изме- няется от 1 до 4 и, в нескольких случаях - до 4 - 5 . Таким образом, количество суфляров метана на исследуемых шахтных по- лях возрастает с увеличением интенсивности локальной складчатости до 2 - 4°, а затем, при дальнейшем увеличении угла складчатости, число суфляров метана снижается. При малой интенсивности локальной складчатости (от 0 до 2°) еще не создались условия для возникновения в угленосной толще трещиноватой зо- ны, способной накапливать метан, перешедший в свободное состояние. По мере увеличения интенсивности локальной складчатости от 2 до 4° такие условия создаются. Однако, по мере дальнейшего нарастания интенсивности складчато- сти (угол складчатости более 4°), трещиноватость угленосной толщи продолжа- ет увеличиваться и локальное скопление метана не образуется, т.к. метан, пе- 58 решедший в свободное состояние, по многочисленным трещинам мигрирует в вышележащие горные породы. Рассмотрение зависимости количества суфляров метана от интенсивности малоамплитудной разрывной нарушенности показало, что на шахте Доброполь- ская и для малоамплитудной разрывной нарушенности наблюдается та же зако- номерность, что и для локальной складчатости. Т.е., когда интенсивность раз- рывной нарушенности не велика (Кн < 1·10 -3 ), зоны трещиноватости, где может накапливаться свободный метан, еще не возникают. Оптимальной для возник- новения таких зон на шахте Добропольская явилась интенсивность малоампли- тудной разрывной нарушенности от Кн = 1·10 -3 до Кн = 3·10 -3 , поскольку наи- большее количество суфляров метана сосредоточено здесь. По мере дальней- шего увеличения интенсивности малоамплитудной разрывной нарушенности (Кн > 3·10 -3 ), количество суфляров метана уменьшается. На шахте Белицкая, оптимальной для образования скоплений метана является интенсивность мало- амплитудной разрывной нарушенности от Кн = 2·10 -3 до Кн = 4·10 -3 , число суф- ляров метана также резко снижается по мере увеличения интенсивности раз- рывной нарушенности (Кн > 4·10 -3 ). Однако на шахте Белицкая значительное количество суфляров метана наблюдается не только при средних, но и при ма- лых (Кн < 1·10 -3 ) величинах интенсивности малоамплитудной разрывной нару- шенности. Т.е. на этой шахте образование скоплений метана контролируется несколькими факторами. Сопоставление мест проявления суфляров метана, карт интенсивности ма- лоамплитудной разрывной нарушенности и карт локальных структур угольного пласта 3 l на обеих рассматриваемых шахтах, позволяет заметить, что практиче- ски все зарегистрированные суфляры метана (более 90 %), приурочены к зонам интенсивного развития малоамплитудных разрывов угольного пласта. При этом особо большая их концентрация наблюдается в местах пересечения зонами ма- лоамплитудной разрывной нарушенности локальных складчатых структур. И на шахте Добропольская, и на шахте Белицкая суфляры метана сосредоточены в местах пересечения локальных антиклинальных складок зонами интенсивного развития малоамплитудной разрывной нарушенности. Следовательно, на рас- смотренных нами шахтных полях именно при сочетании малоамплитудной раз- рывной нарушенности угольного пласта и локальных складок создаются опти- мальные условия для возникновения трещиноватых зон в угленосной толще, благоприятных для накопления и сохранения метана в свободном состоянии. При вскрытии горными работами эти скопления метана проявляются в виде суфляров. Таким образом, установлено, что практически все исследованные суфляр- ные выделения метана, произошедшие на полях шахт Добропольская и Белиц- кая, связаны с тектонической нарушенностью угольных пластов. Места их про- явления контролируются зонами малоамплитудной нарушенности угольных пластов. Особенно важным является сочетание зон малоамплитудной разрыв- ной нарушенности пласта и локальных складок, где складываются наиболее благоприятные условия для накопления значительного количества свободного 59 метана. Количество суфляров метана возрастает с увеличением интенсивности малоамплитудной разрывной нарушенности и локальной складчатости уголь- ного пласта. Оптимальными для образования локального скопления свободного метана в угленосной толще исследуемого района являются: интенсивность ма- лоамплитудной разрывной нарушенности от Кн = 1·10 -3 до Кн = 4·10 -3 и угол локальной складчатости от 2° до 4°. В более интенсивно нарушенных участках угольного пласта (Кн > 4·10 -3 и φ > 4°) происходит его дегазация. Непосредст- венной кровлей угольного пласта на участках возникновения суфляров метана являются глинистые породы, служащие экраном. УДК 622.831.322:622.23.085 Канд. техн. наук В. В. Круковская (ИГТМ НАН Украины) АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЛЬТРАЦИИ МЕТАНА В ЗАБОЕ ВЫРАБОТКИ, ПРОВОДИМОЙ ПО ВЫБРОСООПАСНОМУ ПЛАСТУ БУРОВЗРЫВНОМ СПОСОБОМ Виконано чисельне моделювання процесу викиду вугілля та метану у вибої одиночної гірничої виробки, що проводиться буропідривним способом по викидонебезпечному пласту. Проаналізовано зміну розподілів коефіцієнтів проникності поперед вибоєм, значень тиску та швидкості руху газу. THE ANALYSIS OF METHANE FILTRATION PARAMETERS IN THE MINE FACE AT THE DRIVE WORKING BY BLAST-HOLE DRILLING ON THE SEAM DANGEROUS ON COAL AND GAS OUTBURSTS Numerical modeling of process of coal and methane outburst in a working face of single open- ing, what is driving by drill and fire system on the seam dangerous on coal and gas outbursts, is ex- ecuted. Change of distribution of permeability coefficient ahead of a face, pressure values and speed of gas motion is analysed. Взрывные работы (технологические и особенно сотрясательное взрывание) зачастую являются причиной выбросов угля и газа и единственной причиной выбросов породы и газа [1]. Статистика выбросов, произошедших в результате ведения взрывных работ, в различных угледобывающих странах мира пред- ставлена в табл. 1. Таблица 1 – Количество выбросов, произошедших в результате ведения взрывных работ № Страна Количество выбросов, % 1 Франция 65-95 2 Германия более 65 3 Великобритания более 60 4 Канада 90-93 5 Китай около 70 6 Польша 70

Тектонический контроль суфляров метана

Institution

Ähnliche Einträge