Влияние строения угленосной толщи и метаморфизма на перераспределение метана в подработанном углепородном массиве

Abstract

Рассмотрены основные геологические факторы, которые определяют перераспределение метана в подработанном углепородном массиве – региональные изменения угленосности, степень метаморфизма угольных пластов, строение угленосной толщи. Установлено, что увеличение концентрации накопленных техногенных ресурсов метана вызвано увеличением количества и мощности угольных пластов-спутников в северо-восточном направлении, что связано с увеличением мощности угленосной толщи, то есть рост концентрации накопленных техногенных ресурсов метана в подработанной углепородной толще шахт Донецко-Макеевского района в этом направлении связан с региональными изменениями геологического строения бассейна, а именно с возрастанием степени метаморфизма каменных углей, увеличением мощности и глубины залегания угленосных свит, а также увеличением суммарной мощности пластов-спутников. По результатам оценки изменения плотности ресурсов метана в угольных пластах-спутниках при подработке и сопоставлении со степенью метаморфизма отработанных угольных пластов показано, что с увеличением степени метаморфизма каменных углей увеличивается значение ресурсов метана, принимающего участие в формировании техногенных скоплений.

Розглянуті основні геологічні чинники, які визначають перерозподіл метану в підробленому вуглепородному масиві − регіональні зміни вугленосності, ступінь метаморфізму вугільних пластів, будова вугленосної товщі. Встановлено, що збільшення концентрації накопичених техногенних ресурсів метану спричинене збільшенням кількості та потужності вугільних пластів-супутників у північносхідному напрямку, що пов'язано зі збільшенням потужності вугленосної товщі, тобто зростання концентрації накопичених техногенних ресурсів метану в підробленій вуглепородній товщі шахт Донецько-Макіївського району в цьому напрямку пов'язане з регіональними змінами геологічної будови басейну, а саме із зростанням ступеня метаморфізму кам'яного вугілля, збільшенням потужності і глибини залягання вугленосних свит, а також збільшенням сумарної товщини пластів-супутників. За результатами оцінки зміни щільності ресурсів метану у вугільних пластах- супутниках при підробленні та зіставленні зі ступенем метаморфізму відпрацьованих вугільних пластів показано, що зі збільшенням ступеня метаморфізму кам'яного вугілля збільшується обсяг ресурсів метану, що бере участь у формуванні техногенних скупчень.

The paper describes main geological factors, which determine methane redistribution in the undermined coal-rock massif and include the following: regional changes of coal-bearing rates, degree of coal layer metamorphism, and structure of the carboniferous strata. It is stated that concentration of accumulated technogeneous resources of methane is increased due to the increased number and thickness of coal satellite layers in the north-east direction, which is associated with an increase of carboniferous strata capacity, i.e. the growing concentration of accumulated technogeneous resources of methane in the undermined coal-rock strata in mines of Donetsk-Makeyevka district in this direction is associated with the regional changes of the basin geological structure, namely with increasing metamorphism degree of coals, increasing thickness and depth of the coal-bearing suits bedding, and increasing total thickness of the satellite layers. Evaluation of methane resource density changes in the coal satellite layers at undermining and comparison of the results with metamorphism degree of the worked-out coal layers have shown that meaning of methane resources participating in formation of technogeneous accumulations grows with increasing degree of the coals metamorphism.