НасыроваА.У. МГУ, Геологический факультет, Москва
Газоносностьв отличие от других геологических признаков угольных факторов месторожденийявляется наиболее изменчивым параметром, подверженным влиянию очень многихгеологических факторов.
Газоносностьугольных пластов и вмещающих пород обусловлена особенностями геологическогоразвития, важнейшим из которых является степень угленасыщенности иколлекторские угленосных отложений, тектоническое строение, разрывная тектоника,покровные отложения и др. Прежде всего на газоносность угольных пластов влияетглубина их залегания, чем вызвана существование газовой зональности в угольныхотложениях. Чем ближе к дневной поверхности залегают угли, тем в большейстепени они дегазированы. Вблизи дневной поверхности метан полностьюотсутствует не только во вмещающих породах, но и в угольных пластах. По мереперехода на более нижние горизонты происходит закономерная смена газовых зон вследующей последовательности: зона полной деметанизации, метано-азотная, азотно-метановая,метановая зоны. Граничная поверхность метановой зоны проходит на глубинах от 150 м до 400 м и более. В зоне метановых газов метаноносность углей с глубиной продолжает нарастатьпо гиперболической зависимости, т.е. неравномерно, сначала ускоренными темпами,затем замедляясь и стабилизируясь на определенных глубинах. Так, для наиболееметаноносной Восточно-Батуринской структуры, средний градиент нарастания доглубины 350 м составляет 1-1, 15 м куб/т г.м. на каждые 100 м глубины, а стабилизация метаноносности углей происходит на глубинах около 500 м. Степень угленасыщенности разреза является одним из главных факторов, влияющих наметаноносность угленосных отложений, поскольку метан – продукт литификации иметаморфизма органической массы углей и пород. В силу этого метаноносностьболее мощных угольных пластов при сходных условиях залегания выше, чем умаломощных и средней мощности пластов. В этом отношении показателен мощныйпласт Восточно-Батуринской площади, метаноносность которого на сопоставимыхглубинах всегда выше, чем у менее мощных ниже- и вышележащих угольных пластов.
Однимиз важнейших геологических факторов, отражающихся на метаноносности угольныхпластов является тектоническое строение района. К примеру, в Еманжелинскомрайоне влияние на газоносность структурно-тектонического фактора может служитьположение поверхности метановой зоны, в изолинии глубин залегания которой вобщих чертах повторяет конфигурацию складчатых структур. Наибольшей глубины(свыше 400 м) поверхность метановой зоны достигает в ядре Восточно-Батуринскойсинклинали, до 300 м она опускается в северной части поля шахты Восточной, а впределах замковой части антиклинали в той же Восточно-Батуринской структуреповерхность метановой зоны проходит на глубине всего лишь 150 м.
Метаноносностьуглей во многом зависит от величины наклона угольных пластов в совокупности ссильной нарушенностью. Чем выше угол наклона, тем ниже метаноносность угольногопласта. Только этим в совокупности с сильной нарушенностью можно объяснитьнизкую метаноносность углей Батуринского углеразреза 3 – 4, угол наклонакоторых достигает 70-80о, а в отдельных случаях они стоят на «головах», т.е.почти вертикально. Лишь в единичных случаях природная метаноносность углейдостигает 2, 7 м куб/т г.м., а в основной массе их метаноносность не превышает 1 м куб/т г.м. На деметанизацию угленосных отложений западной части Еманжелинского районаЧелябинского бассейна несомненно влияние оказывает ведение открытых горныхработ, способствующих интенсивной миграции угольных газов в атмосферу.Гидрогеологические условия являются своеобразным косвенным показателем степенигазоносности угленосных отложений. Обильное обводнение водоносных горизонтов способствуетвытеснению из открытых пор и трещин растворимого в воде метана, благоприятствуядеметанизации разреза. Перемещение природных газов в угленосной толще, ихраспределение по площади и вертикальному разрезу осуществляется в значительноймере с помощью циркуляции подземных вод.
Деметанизацияугольного пласта происходит, когда в его кровле или почве залегает водоносныйгоризонт, иногда и сами угольные пласты в силу своих коллекторских свойствстановятся водоносными. Изменение гидрогеологического режима нарушает и газовоеравновесие, что приводит к миграции газа. Обводненные пласты обычно менеегазообильны по сравнению с необводненными. Таким образом, газоносностьугленосной толщи или отдельных ее слоев во многом зависит от гидрогеологическихусловий. В Челябинском бассейне водоносными являются угли, песчаники, конгломераты,которые разделены водоупорными аргиллитами и алевролитами. Невыдержанностьслоев по простиранию, частая перемежаемость, выклинивание и расщепление, многопачечноестроение пластов создают условия для гидравлической взаимосвязи отдельныхводоносных горизонтов, поэтому вся толща угленосных отложений рассматриваетсякак единый водоносный комплекс со слабыми фильтрационными свойствами (дебит до2, 5 л/с, удельный дебит до 0, 8 л/с), коэффициент фильтрации до 0, 9 м/сут.Промытость тощи пород создает благоприятные условия для погружения как зоныактивного водообмена, так и зоны метановых газов. Близость водоносногогоризонта тоже способствует выносу метана из угольного пласта, снижая в нем газовоедавление.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта masters.donntu.edu.ua