ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВЫБРОСОВ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
Автор(ы): И.Ю. Прохоров
Страницы: 3-27
Язык: русский
Библиография: 38 назв.
УДК: 622.831.327
Связь с автором: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Аннотация
Мировая статистика выбросов в опасных шахтопластах с высоким коэффициентом корреляции (0,998) описана логистической зависимостью от содержания серы, нормированного на мощность пластов, с минимумом при 1,0%/м. Статистика выбросов в большей части шахт Донецкого бассейна также описывается этой функцией. Предложена модель, количественно объясняющая полученную зависимость геохимическими реакциями пирита с воздухом, водой и карбонатами вмещающих пород. Параметрами выведенного уравнения являются проницаемость угля в призабойной зоне, скорость подвигания забоя, мощность пласта, а также содержание в угле минералов (алюминатов), играющих роль природных противовыбросных агентов. Критическая величина градиента концентрации общей серы принята равной 1,4 %/м, что соответствует частоте газодинамических явлений не более 5 в год. Сопоставление геохимического прогноза со стандартными категориями выбросоопасности, основанными на газоносности пластов, и с реальными фактами наличия или отсутствия выбросов показывает, что применение геохимического критерия позволяет как минимум в 74% случаев правильно предсказать выбросоопасность шахтопласта по стандартным данным даже без учета индивидуальных особенностей, тогда как стандартный подход работает лишь в 67% случаев. На примере отдельных шахт рассмотрены причины неадекватности геохимического прогноза, наиболее глобальной из которых является неравномерность распределения геохимических параметров по площади пласта. Выдвинуто предположение о том, что наличие участков с повышенной концентрацией серы может быть связано с пространственным распределением популяций ископаемых растений, из которых образовались угольные пласты и которые наиболее эффективно накапливали вулканическую серу в тканях. Рассмотрена возможность создания новых способов предсказания и предотвращения выбросов в глубоких угольных шахтах.
Ключевые слова
Угольный пласт, угольная шахта, частота выбросов, содержание серы, критерии выбросоопасности, палеоботаника.