Метаноносность и метаноемкость угольных пластов и пород

Метаноносность — количество метана, содержащееся в природных условиях в единице массы (м3/т) или объема (м3/м3) угля или породы. Метаноемкость — максимальное количество метана, которое может поглотить единица массы (м3/т) или объема угля или породы при данных давлении и температуре. Метаноемкость определяется в лабораторных условиях. Метаноносность меньше метаноемкости вследствие миграции метана в горном массиве и выделения его из массива в атмосферу на поверхности. Основными факторами, определяющими метаноносность угольных пластов, являются их степень метаморфизма, сорбционная способность, пористость, газопроницаемость, влажность, генезис, глубина залегания, гидрогеология и угленасыщенность. С увеличением степени метаморфизма угля возрастает количество образовавшегося в нем метана (объем образовавшегося метана может в несколько десятков раз превышать объем угля). Пористостью угля определяется количество газа, находящееся в свободном и сорбированном состояниях. Чем выше пористость угля, тем больше газа в нем может содержаться при прочих рав- ных условиях. С увеличением степени метаморфизма угля она уменьшается. Пористость углей отечественных месторождений находится в пределах 1—5%, а пористость пород — в пределах 0-6 %. Содержащаяся в горной массе влага частично заполняет по- ровое пространство, в результате чего уменьшается его объем. Известны случаи повышения гигроскопической влажности свеже- добытого угля после его дегазации, что объясняется вытеснением находящейся в порах воды перешедшим в свободное состояние газом. Повышенная газопроницаемость способствует дегазации месторождения и уменьшению его метаноносности. Газопроницаемость углей выше, чем пород. По мере увеличения степени метаморфизма она уменьшается. В направлении напластования газопроницаемость углей в 10 раз (и более) выше, чем в направлении, перпендикулярном к напластованию. С увеличением горного давления и влажности газопроницаемость углей уменьшается. Газоносность месторождений зависит от угла падения пластов (пологие пласты более газоносны, чем крутые при прочих равных условиях). Метаноносность угольных пластов увеличивается с ростом глубины залегания но зависимости, близкой к гиперболической. В пределах изученных глубин она может достигать 35 м3/т. Метаноносность пород достигает 6 м3/т. Имеются данные, свидетельствующие об уменьшении темпа роста газоносности с глуби-ной и даже о ее уменьшении на достаточно большой глубине. По данным Б. М. Косенко, в Донбассе газоносность каменных углей и антрацитов достигает своего максимума на глубине 600— 1300 м. При дальнейшем увеличении глубины она уменьшается. По данным М. А. Ермекова, в Карагандинском бассейне максимальная газоносность наблюдается на глубине примерно 500 м. Это явление связано с уменьшением сорбционной способности углей при повышении температуры с глубиной и с потерей антрацитами способности генерировать метан при увеличении степени метаморфизма. Вековое движение метана из недр к поверхности и движение атмосферного воздуха в обратном направлении обусловили образование в земной коре азотно-углекислой, азотной, азотно-метановой газовых зон. При обводненности месторождений создаются условия для выноса метана подземными водами в результате его растворения. Угленасыщенность продуктивных отложений месторождения (количество содержащегося в них углекислого вещества) характеризует общие запасы метана, сохранившиеся в месторождении (чем она выше, тем при прочих равных условиях большее количество газа находится в угольных пластах и вмещающих породах и тем больше доля газа, заключенная в пластах). Коэффициент угленосности для Донецкого, Кузнецкого и Карагандинского бас-сейнов равен соответственно 0,62; 1,6 и 5%. Наиболее метаноносными являются Кузнецкий, Карагандинский и Донецкий (юго- западная часть) угольные бассейны и Егоршинское месторождение, где выделение метана в выработки начинается уже с глубины 50—100 м. Менее метаноносны месторождения Партизанское (Приморский край) и Сахалинское, а также месторождения Тунгусского бассейна, Средней Азии, Кавказа и районов много-летней мерзлоты в Печорском бассейне. Наименее метаноносны Челябинское и Кизеловское месторождения. Подмосковный бассейн имеет незначительную метаноносность. Успешная вернтиляция.