Безручко К.А., Приходченко C.Ю., Приходченко А.В., Дрожжа Т.М. Влияние строения угленосной толщи и метаморфизма на перераспределение метана в подработанном углепородном массиве

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ УГЛЕНОСНОЙ ТОЛЩИ И МЕТАМОРФИЗМА НА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАНА В ПОДРАБОТАННОМ УГЛЕПОРОДНОМ МАССИВЕ

Безручко К.А., Приходченко C.Ю., Приходченко А.В., Дрожжа Т.М.

Безручко К.А., д-р геол. наук, ст. научн. сотр.,

Приходченко C.Ю. канд. геол. наук, ст. научн. сотр.,

Приходченко А.В., канд. геол. наук,

Дрожжа Т.М., магистр

(ИГТМ НАН Украины)

УДК 553.981.4:552.1.08

Аннотация.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.

Ключевые слова: подработанный углепородный массив, геологические факторы, угольный метан, накопленные техногенные ресурсы.

Анотація. 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 північно-східному 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.

Ключові слова: підроблений вуглепородний масив, геологічні чинники, вугільний метан, накопичені техногенні ресурси.

Abstract. 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.

Keywords: undermined coal-rock massif, geological factors, coal methane, accumulated technogeneous resources.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Лукінов, В.В. Вплив регіональних закономірностей будови вуглепородного масиву на формування техногенних скупчень метану в підробленій гірській товщі / В.В. Лукінов, О.В. Приходченко, Ю.М. Нагорний // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск. – 2012. - Вып. 102. – С. 285-292.
  2. Алексеев, В.Г. Донецко-Макеевский угленосный район: в 8 т.т. / В.Г. Алексеев // Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. - Госгеолотехиздат.-1963. - Т. 1. - С.348-405.
  3. Приходченко, О.В. Гірничо-геологічні умови перерозподілу метану в підробленому вуглепородному масиві: автореф. дис. на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук: 04.00.16 / О.В. Приходченко. – Дніпропетровськ: НГУ, 2013. - 19 с.
  4. Лукинов, В.В. Принципы оценки ресурсов извлекаемого метана из подработанной углепородной толщи / В.В. Лукинов, В.В. Фичев, А.П. Клец // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 2002.- Вып. 32. - С. 30-40.
  5. Иофис, М. А. Инженерная геомеханика при подземных разработках / М.А. Иофис, А.И. Шмелёв. – М.: Недра, 1985. – 248 с.
  6. Лукинов, В.В. Влияние техногенного фактора на физические свойства песчаников / В.В. Лукинов, Л.Л. Шкуро, К.А. Безручко // Науковий вісник НГУ. – 2010. – № 5. – С.12 – 16.
  7. Забигайло, В.Е. Влияние катагенеза горных пород и метаморфизма углей на их выбросоопасность / В.Е. Забигайло, В.И. Николин. – К.: Наук. думка, 1990. – 168 с.
  8. Мировой опыт и перспективы применения в Украине сейсмического метода при поисках, разведке и добыче метана угольных месторождений / А.В. Анциферов, С.В. Гошовский, Н.В. Жикаляк [и др.] // Геофизический журнал. – 2008. –№ 6. – С. 3–22.
  9. Лукинов, В.В. Метан закрытых шахт – проблемы и решения / В.В. Лукинов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2006. – Вып. 67. – С. 55–67.

      10. Приходченко, А.В. Влияние степени метаморфизма углей на перераспределение метана в подработанной углепородной толще / А.В. Приходченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2011. – Вып. 94. – С. 186–192.

REFERENCES

  1. Lukinov V.V., Prykhodchenko O.V. and Nagornyi Yu.M. (2012), “Regional regularities influence of coal-rock massif structure on formation of technogenic methane concentrations in the underworked mine strata”, Geo-Technical Mechanics, no. 102, pp. 285-292.
  2. Alekseyev, V.G. (1963), “Vol. 1. Geology of coal deposits and combustible shales in USSR”, Donetsko-Makeyevskiy uglenosnyy rayon [Donetsk-Makeyevka coal-bearing district], Gosgeolotekhizdat, SU, pp. 348-405.
  3. Prykhodchenko, O.V. (2013), “Mining and geological conditions of methane redistributionin in underworked coal-rock massif, Abstarct of Ph.D. Dissertation, National Mining University, Dnepropetrovsk, Ukraine.
  4. Lukinov V.V., Fichev V.V. and Klets A. P. (2002), “Resources assessment principles of recoverable methane from underworked coal-rock strata”, Geo-Technical Mechanics, no. 32, pp. 30-40.
  5. Iofis M.A. and Shmelev A.I. (1985), Inzhenernaya geomekhanika pri podzemnykh razrabotkakh [Engineering geomechanics in underground workings], Nedra, Moscow, SU.
  6. Lukinov V.V., Shkuro L.L. and Bezruchko K.A. (2010) “Influence of technogenic factor on physical properties of sandstones”, Naukovyi visnyk Natsionalnohо hirnychoho universytetu, no. 5, pp. 12-16.
  7. Zabigaylo V.Ye. and Nikolin V.I. (1990), Vliyaniye katageneza gornykh porod i metamorfizma ugley na ikh vybrosoopasnost [Influence of rocks katagenesis and metamorphism of coals on their outburst hazard], Naukova dumka, Kyiv, SU.
  8. Antsiferov A.V., Goshovskiy S.V. and Zhikalyak N.V. (2008), “The world experience and seismic method perspectives when prospecting, exploration and extraction of methane from coal deposits in Ukraine”, Geofizicheskiy zhurnal, no. 6, pp. 3-22.
  9. Lukinov V.V. (2006), “Methane of closed mines - problems and solutions”, Geo-Technical Mechanics, no. 67, pp. 55-67.

      10. Prikhodchenko A.V. (2011), “Influence of coals metamorphism degree on the redistribution of methane in underworked coal-rock strata”, Geo-Technical Mechanics, no. 94, pp. 186-192.

_________________________________

Об авторах

Безручко Константин Андреевич, доктор геологических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом геологии угольных месторождений больших глубин, Институт геотехнической  механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Приходченко Светлана Юрьевна, кандидат геологических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела геологии угольных месторождений больших глубин, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Приходченко Алексей Васильевич, кандидат геологических наук, научный сотрудник отдела геологии угольных месторождений больших глубин, Институт геотехнической  механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Дрожжа Татьяна Михайловна, ведущий инженер отдела геологии угольных месторождений больших глубин, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

About the authors

Bezruchko Konstantyn Andreyevich, Doctor of Geology Sciences (D. Sc), Senior Researcher, Head of Department of Geology of Coal Beds at Great Depths, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Prykhodchenko Svetlana Yuriyevna,Ph.D., Candidate of Geological Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, a Senior Researcher in the Department of Geology of Coal Beds at Great Depths, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics  under the National Academy of Sciences of Ukraine (NASU IGTM), Dnepropetrovsk, Ukraine, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Prykhodchenko Aleksey Vasiliyevich,Ph.D., Candidate of Geological Sciences (Ph.D.), a Researcher in the Department of Geology of Coal Beds at Great Depths, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics  under the National Academy of Sciences of Ukraine (NASU IGTM), Dnepropetrovsk, Ukraine, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Drozhzha Tatyana Mikhaylovna, Master of Science, Principal Engineer of Department of Geology of Coal Beds at Great Depths, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.