Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Дмитриев, А. М. Прогноз природной газоносности усовершенствованными методами для проектирования угольных шахт [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов]

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
2.28 Mб
Скачать

снижение метаноносности

пластов

антрацитов

вплоть

до

полного

отсутствия

в них

м етана. В

этой зоне

в соответ­

ствии с

изменением

метаноносности

угольных

пластов

по

мере углубления горных работ метанообильность горных вы­ работок вначале будет возрастать, а затем с определенной глубины начнет снижаться до нулевых значений. Практичес­

ки

максимальные

значения метаноносности угольных плас­

тов

в зависимости

от

их стадии метаморфизма

приведены в

таблице и на

рис.

6.

 

 

 

 

Область

распространения

угольных пластоб по газоносност и

 

 

негазоносных

 

 

*

Высокогазоносных \сумереннойгазоносностщтгазонос

 

 

С„обрт.газоном

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

К 00

 

 

 

 

 

 

ьь

 

 

 

 

o ' *

 

Iк 30

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

I10

 

 

оуЬ

 

а

I

<5

 

 

0,5

 

 

 

 

_____________

ЦУ

 

 

 

5

б

7 в

9 10

20

30 00

50

0,6

0,7

1

 

3 ч

5 6

7

8 £д/>

 

Выходлетучих У, %

42

50

70

НО

140 170

220

270 330Усе,с* ’А

 

 

 

Гра/ригы

А ншрациты

|/7отнтрацйты

К а м е н н ы е

у г л и

*,113 AJI2 А,/11

А,/Л?|ПА/9 ПА/в Т/7

00/6 0/5

И/* Г/3 Г/2 АН АВ/Ю

ф

Рис. 6. Газоносность угольных пластов в зависимости от степени метаморфизма углей

На основании выявленных для Донбасса закономерностей изменения газонос ю сти угольных пластов от указанных вы­ ше факторов сделан анализ газоносности угольных пластов других освоенных бассейнов и разработан прогноз газонос­ ности перспективных угольных бассейнов и месторождений.

Карагандинский бассейн

Типичным бассейном, расположенным в складчатых об­ ластях, является Карагандинский, который представляет со­

бой синклинорий в унаследованном прогибе

на

каледонидах

Ц ентрально-Казахстанской

области. Общая

мощность угле­

носных отложений карбона

составляет

4000

м.

 

Р езультаты изучения газонрсности

угольных

пластов

бассейна обобщены в работе { \ \ ] .

 

 

 

40

 

 

 

 

Изменение

газоносности

угольных пластов

в

пределах

этого бассейна

ниже зоны

газового выветривания

им еет ги­

перболический

характер, причем наиболее интенсивное на­

растание газоносности угольных пластов происходит на пер­

вых

200-300 м ниже зоны газового выветривания. П рактиче­

ски

максимальные значения метаноносности

угольных

плас­

тов

для соответствующих марок углей мало

отличаются от

таковых для угольных пластов

Донецкого

бассейна.

 

 

Кузнецкий

бассейн

 

 

 

Бассейн приурочен к синклинорию в унаследованном про­

гибе

в зоне смыкания каледонид Кузнецкого

А ла-Т ау

и

ранних герцинид Салаира. Промышленная

угленосность

свя ­

зана с карбоновыми, пермскими и юрскими отложениями, об­

щая

стратиграфическая

мощность которых

составляет

около

9000 м . •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опубликованных

данных по газоносности

угольных

плас­

тов этого бассейна недостаточно. Считают,

что

м етанонос-

ность 35

м З /т

для угольных пластов

К узбасса является пре­

дельной,

так

как нигде в этом бассейне не

установлено

бо­

лее

высокой газоносности [ \2 J .

 

 

 

 

 

 

 

Основные

работы II

Всесою зного

сопоставительного

оп­

робования угольных

пластов керногазонаборниками

различ­

ных

систем в

1961

г. в

К узбассе были

проведены

на

 

участ­

ке

"Тугайский-Ю жный"

П рокопьевско-Киселевского

 

района

на скважине 5501. Угольные пласты опробовались на

 

глуби­

не

130-415 м.

Мощность зоны газового

выветривания

по

данной скважине составляла 75 м. Выход

летучих вещ еств

опробованных

угольных

пластов изменялся

от

40

до

25%.

Обработка результатов опробования показала, что возраста­ ние метаноносности угольных пластов происходит по гипер­ болической зависимости. М аксимально полученная м етано-

носность угольных

пластов

для нижнего опробованного пла­

ста

составляет

16-19 м З /т

горючей массы , что

соответст­

вует

газоносности

донецких углей той же стадии

м етамор­

физма (по выходу

летучих

вещ еств).

 

Результаты

III

Всесоюзного сопоставительного

опробова­

ния угольных пластов керногазонаборниками различных сис­

тем в

1968 г. на участках "Кийзекский — 1

-4 Том ь-У синско-

го района и поля шахты

"Коксовая" П рокопьевско-Киселев­

ского

района подтвердили вышеотмеченные

закономерности

изменения газоносности

угольных пластов

для этого бас­

сейна.

 

 

 

41

 

 

 

П е ч о р с к и й б а с с е й н

 

 

 

 

 

 

Бассейн относится по классификации к типу

м иоскладча-

тых.

У гленосность

бассейна

приурочена к отложениям перм­

ского возраста. Основное значение

имеют

угольные

пласты

воркутской серии, мощность

которой

изм еняется

от

400

до

3400 м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М етаноносность

угольных

пластов

бассейна

изучена

до­

статочно

полно. По

данным

работы

[ \ ъ ] ,

в

этом

бассейне

наблю дается аналогичный

характер

изменения

газоносности

угольных

пластов ниже зоны

газового выветривания

по

за ­

висимости

вида:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

^тах

Н+Д

 

м 3 /т

горючей

массы .

При этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hj = Н -К -Н 0 , м,

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Н

- глубина

от дневной поверхности,

м;

 

 

 

 

К- мощность четвертичных отложений, м;

Н0 - мощность зоны газового выветривания

от

по­

верхности пермских пород, м.

 

 

Мощность зоны газового выветривания в пределах

бас­

сейна изм еняется от 50 до 250 м в зависимости

от

обна­

женности и степени дислоцированности угленосных

отложе­

ний, изменения структурных форм месторождений

и геокри -

логических условий снижения поверхности рельефа

пермских

пород.

 

 

Изменение газоносности угольных пластов ниже зоны г а ­

зового выветривания в этом бассейне происходит

также по

гиперболической зависимости. М аксимальные значения газо ­

носности

угольных пластов определяю тся степенью м етам ор­

физма углей. Однако эти значения выше

соответствующих

значений

газоносности для условий Донбасса,

что

можно

объяснить

меньшими величинами температур

на сравнивае­

мых глубинах, а следовательно, и более высокими

значени­

ями сорбционной способности углей.

 

 

 

ПРОГНОЗ ГАЗОНОСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ БАССЕЙНОВ

Для получения полной газовой характеристики угленосных толщ перспективных площадей необходимо детальное изуче-

4 2

ние их газоносности. Однако в случае отсутствия или недо­

статочного объема

таких исследований в настоящ ее

время

возможен

прогноз

практически максимальной

газоносности

угольных

пластов,

обусловленной

в основном

степенью ме­

таморфизма углей,

нижней части

зоны углеводородных газов.

С этой целью установленные для перечисленных выше основ­

ных

угольных бассейнов закономерности

изменения

м етано -

носности угольных пластов м огут быть перенесены

в анало­

гичные геолого-тектонические условия изучаемых

 

угленос­

ных

площадей.

 

 

 

 

 

Угольные бассейны и месторождения,

расположенные

во

внутренних частях древних и молодых платформ,

 

плит,

а

также в наложенных впадинах складчатых

областей, харак­

теризую тся

значительной площадью развития и относительно

небольшой

глубиной

залегания немногочисленных

 

пластов

угля

низкой стадии

метаморфизма (до газовы х ).

 

 

 

В

отложениях чехла древних, платформ

в их

внутренних

частях расположены бассейны ( интеркратонные): Подмосков­

ный, Камский и Днепровский, а такж е

центральная

часть

Тунгусского бассейна и Вилюйская часть

Ленского

бассейн

на. На внутренних прогибах

молодых платформ

расположены

( интерплатформенные) Обь-Иртышский бассейн

и

Чулымо-

Енисейская часть Канско-Ачинского бассейна.

Примерами

(интерплитных) месторождений, расположенных

во

внутрен­

них частях плит, являю тся

Райчихинское

и другие

м есто ­

рождения Средне-А мурского

района.

 

 

 

 

 

Все перечисленные выше геологические

факторы дейст­

вовали однонаправленно в сторону снижения

и

без

того не­

значительной метаноносности угольных пластов

этих

бас­

сейнов и месторождений. При метаморфизации

растительных

остатков до стадии бурых,

длиннопламенных

и газовы х

уг­

лей образовалось относительно небольшое количество

горю­

чих газов . Неглубокое залегание угольных пластов, высокая газопроницаемость как угольных пластов, так и вмещающих

пород привели к почти полной дегазации этих

месторож де­

ний.

М алая сорбционная способность

углей невысокой

ста ­

дии

метаморфизма объясняет

весьм а

низкую

газоносность

(до

2-5 м ^ /т горючей массы )

самых

глубокозалегающих

из

указанных месторождений.

 

 

 

 

 

Такую же газоносность имеют месторождения

бурых

уг­

лей

в наложенных впадинах складчатых областей:

Гусино—

 

 

 

 

 

 

43

озерское - на каледонидах Забайкалья, Бикинское

- на

Си-

хотэ-Алиньских мезозоидах, Богословское и Волчанское

- н а

герцинидах Урала, Харанорское - на герцинидах

западной

части М онголо-Охотской

области и другие

месторождения.

Угленосные формации, размещ енные в краевых

частях

древних платформ ( перикратонны е), имеют

обширные площа­

ди развития. Мощность угленосных отложений

составляет от

0 ,1-0,5 км в платформенных

частях и до 3—5 км

в пришов-

ной зоне. Качество углей

-

от бурых до

жирных,

иногда

коксовых. Следовательно, и газоносность

их

относительно

высокая.

 

 

 

 

 

 

Примером может служить

Северный Донбасс,

который

расположен на краевых, погруженных на ю го-запад участках восточно-европейской платформы. Угленосные отложения по­ гружаются до глубины 3000 м. Марки углей Б Д -Д . По дан­ ным опробования угольных пластов на Богдановских и Мил-

леровских участках

их газоносность составляет 3 - 6 м ^ /т го­

рючей массы .

 

 

Однотипными с

указанным месторождением

являются:

Львовско-Волынский, Киэеловский, Иркутский, Южно—Якутс­

кий

бассейны, Абанская площадь

Канско-Ачинского

бассей ­

на,

Приленская часть Ленского

бассейна,

 

Норильский

и

Приенисейский районы Тунгусского бассейна.

 

Газоносность

угольных пластов в их пределах

может изм еняться

в

зави­

симости от глубины погружения угленосных

отложений,

а

следовательно, и метаморфизма угля от нулевой

на

буро­

угольных

месторождениях

до 18-22 м З /т горючей

массы

на

площадях

развития

каменноугольных пластов.

 

 

 

 

 

 

 

М есторождения

краевых

частей молодых платформ (пери -

платформенные) в отличие от перикратонных

 

имеют

более

мелкое залегание - 200-2000 м (Челябинский

 

и Тургайский

бассейны ). Угольные пласты здесь представлены

бурыми

и

переходными к длиннопламенным углям , поэтому

эти

бас­

сейны практически

негазоносны .

 

 

 

 

 

 

 

 

Х арактер угленосных формаций, расположенных

 

в

крае­

вых пришовных частях плит (периплитный тип), близок

 

к

формациям пришовных прогибов на платформах, но

отличает­

ся

меньшей устойчивостью

угольных пластов

и

 

большой

простотой слагающих пород. Так, степень

 

метаморфизма

угольных пластов Зырянского и Буреинского

бассейнов

от­

носительно невысока - от

Д до К. Поэтому

метаноносность

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

угольных

пластов может изм еняться

от 5

до 15

м З /т

го­

рючей массы .

 

 

 

 

Более

разнообразны по качеству

углей

угленосные

фор­

мации в

складчатых областях. Так,

в Кузнецком

бассейне,

представляющем собой синклинорий в унаследованном проги­

бе в зоне смыкания каледонид Кузнецкого

А ла-Тау

и ран­

них герцинид Салаира, имеются почти

все марки углей, по­

тому что стратиграфическая мощность угленосных

отложе­

ний здесь достигает 9000 м. В соответствии

со

степенью

метаморфизма газоносность пластов может

изм еняться

от 6

до 35 м З /т горючей

массы .

 

 

 

 

 

К этому же виду месторождений относится

такж е

и Ка­

рагандинский бассейн, расположенный

в

унаследованном

прогибе

на каледонидах Ц ентрально-Казахстанской

области.

Марки

углей

здесь

менее разнообразны , но

угли достаточ­

но высокой

степени

м етаморф изма-от

Ж до

ОС, поэтому м е-

таноносность пластов колеблется от 20 до

30 м ^/т

горючей

массы .

Кдепрессии в унаследованном межгорном прогибе на ка­ ледонском складчато—глыбовом фундаменте А лтае-Саянской области приурочен Минусинский бассейн. Глубина погружения угленосных отложений относительно небольшая (до 2000 м ), поэтому здесь развиты угольные пласты , сложенные углями

марок

Д-Г. Прогнозная метаноносность угольных пластов от

6 до

12 м ^ /т горючей массы .

 

 

 

 

 

К угленосным формациям внешних малоподвижных частей

геосинклинальных областей

 

со слабым

 

(или

отсутствием )

проявлением вулканической

деятельности

( миоскладчатый

тип) относятся Печорский бассейн и Ткварчельское

и Тки-

бульское месторождения, расположенные в области

альпий­

ской складчатости К авказа.

Угли этих

месторождений

отно­

сятся к маркам Г-Ж. Газоносность угольных пластов

нахо­

дится

в пределах 10-15 м З /т горючей

массы .

 

 

 

К угленосным формациям эвскладчатого

типа

( с

наличием

магм атических проявлений)

относятся

Егоршинское,

Домб-

ровское и П олтаво-Брединское месторождения

области

герцинской складчатости)

и Буланаш -Елкинское месторожде­

ние ( в синклинальной впадине в палеозойском

фундаменте)

восточного склона Урала,

Сучанский бассецн,

который

при­

урочен к Сихотэ-Алиньской области мезозойской складчато­ сти, и Горловский бассейн, расположенный в пределах Ко­ лы вань-Том ской области герцинской складчатости.

45

Первые три из указанных месторождений

и

Горловский

бассейн

имеют угольные пласты .

Последние

сложены

ант­

рацитами. Их метаноносность высока и достигает

35-40 м ^/т

горючей

массы .

 

 

 

 

Угольные пласты Буланаш -Елкинского месторождения и

Сучанского бассейна представлены углями марок Д-Г.

Ме­

таноносность угольных пластов этих месторождений

нахо­

дится в

пределах 6-12 м®/т горючей

массы . Иногда

можно

предполагать и более высокую метаноносность

 

угольных

пластов

в зонах, где степень метаморфизма углей повышена

за счет

термометаморфизма.

 

 

 

 

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Временная инструкция по определению и прогнозу га ­

зоносности

1 метаноносности)

угольных

пластов

при

провес

дении геологоразведочных работ. М., "Недра",

1966.

 

 

2.

К .А . Е ф р е м о в .

Метод

составления

карт прогноза га ­

зоносности

угольных пластов. М., Госгортехиздат, 1961.

 

3.

Б. М.

К о с е н к о ,

Г. К.

К а р а с е в

и др.

Изучение

га­

зоносности

каменноугольных

месторождений в

тресте "А р -

темгеология". УкрНИИНТИ, Киев, 1969.

 

 

 

 

 

4.

В. Г. Р ы ж к о в .

Прибор

для замеров

газового

давле­

ния в

массиве угля или пород

ПГД-2. М.,

изд.

ИГД

им.

А .А Скочинского, 1968.

 

 

 

 

 

 

 

5.

Временные рекомендации

по изучению

газоносности

угленосных отложений Донбасса. Харьков, изд. УкрНИИГаза, 1969.

6. Временная инструкция по производству плановых га ­ зовых съемок в угольных шахтах. М., изд. ИГД им. А.А. Ско­ чинского, 1968.

 

7.

 

Инструкция по прогнозу метанообильности

угольных

шахт

С С С Р .

М., изд. ИГД им. А .А. Скочинского, 1965.

 

8.

 

Временное руководство по дегазации шахт. М.,

"Нед­

ра",

1967.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

Горное дело. Энциклопедический справочник. М.,

" У г -

летехиздат",

1959.

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

Н.И. П о г р е б н о в .

 

Размещение

угленосных формаций в

современных структурах

земной коры

на

территории

С С С Р .

М ., "Советская геология", 1972, № 7.

 

 

 

 

 

11.

 

А.И. К р а в ц о в . Основы геологии

горючих

ископае­

мых.

М., "Высшая школа", 1971.

 

 

 

 

 

12.

К.А.

Е ф р е м о в ,

М.Н. С у р к о в а .

Прогноз

газонос­

ности

 

угольных пластов Прокопьевско-Киселевского

 

района

до

глубины

600 м. Труды

ВостНИИ. "Вопросы безопасности

в

угольных

шахтах". Т.Х ,

М., "Недра", 1969.

 

 

 

13.

Б .М .

З и м а к о в .

Геология месторождений угля

и го­

рючих

сланцев С С С Р . М.,

"Недра", 1965,

т.З.

 

 

П риложение

Заполненная карта направляет­

ся в Ц Н И Э И уголь. 103012, г . М о сква ,п р . Сапунова, 13/16

КАРТА О БРА ТН О Й СВЯЗИ

К информации (наименование, источник)_____________________

1. П о данной информации внедрено (что, г д е , к о гд а , эф ­ ф ект) __________________________________________________________ _

2.

М ероприятие

(новш ество) принято к внедрению

( г д е ,к о ­

 

г д а , ож идаем ы й эф ф ек т )__________________________________

3.

Информация

п редставляет интерес и явилась

сигналом

 

д л я запроса

дополнительных

м атериалов, изучения

опы­

 

та на м есте,

заказа рабочих

чертеж ей или

оборудования

 

(нужное подчеркнуть)

или

 

 

 

 

4.

Информацию

предполагается использовать (как,

 

г д е ,

 

кргд а) ____________________________________________________ _

5 .

Информация

не м ож ет

быть

использована по следую щ им

 

причинам.

И звестна из

других источников,

не

отраж ает

 

современной

технологии,

сущ ествую т более

удачные

р е ­

 

ш ения, не

д а е т четкого

представления о преимущ ествах

 

новш ества

(нужное подчеркнуть) иди

 

 

 

Наименование предприятия, долж ность

/п о дп и сь/

.197 г .

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

Стр.

Методы определения газоносности угольных плас­

тов .........................................................................

 

 

4

Прогноз газоносности угольных пластов основных

бассейнов и месторождений СССР ..................................

36

Донецкий

бассейн .................................................................

 

38

Карагандинский бассейн ...................................................

40

Кузнецкий

бассейн

...............................................................

41

Печорский

бассейн

..............................................................

42

Прогноз газоносности угольных пластов перспек­

тивных бассейнов ......................................................................

 

42

Л итература

......................................................................................

 

 

Я ) к .

, Г

 

 

Алексей

Митрофанович

Дмитриев,

 

Наталья

Николаевна Куликова

ПРОГНОЗ ПРИРОДНОЙ ГАЗОНОСНОСТИ

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМИ МЕТОДАМИ

ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Отв. редакторы

С.Д. Терехов, В.М. Аниканов

 

Редактор Г.В. Печникова

 

Техн. редактор Л .С . Степина

 

К орректор С .М . Черкезова

Формат

60x84V 16.

Печ. л. 3,0,

У

ч.-изд. л.

2,55.

Изд. №

ТО -2685. Тираж

ЗЮО экз. Цена

26

коп. Заказ

№ 7 0 0

ЦНИЭИуголь. Ротапринт, 2-й Николо-Щ еповский пер., 5

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ