книги из ГПНТБ / Дмитриев, А. М. Прогноз природной газоносности усовершенствованными методами для проектирования угольных шахт [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов]
.pdfснижение 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 |
(в |
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 |
...................................................................................... |
|
4о |
|
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