Аэрология

2.3. 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-
25

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 по 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 глуби­ной 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-мета-новой 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 бас­сейнов равен соответственно 0,62; 1,6 и 5%. Наиболее метано-26
носными 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 много­летней мерзлоты в Печорском бассейне. Наименее метаноносны Челябинское и Кизеловское месторождения. Подмосковный бас­сейн имеет незначительную метаноносность.