Зональность и связь радонометрической активности разломов и газоносности углей Донбасса

Аннотация

Bведение: вблизи разломов, по которым проводятся границы полей угольных шахт, формируются мощные, незначительные по протяженности и относительно изолированные газосодержащие коллекторы, которые по своим фильтрационным свойствам приближаются, а иногда и превосходят коллекторы известных газовых месторождений. Дегазация метана в них компенсируется глубинным подтоком газа по геодинамически активным фрагментам разломов. Такие образования рассматриваются как аномальные скопления метана, приуроченные к зонам динамического влияния разломов. Изучение подобных скоплений в межскважинном пространстве, а также текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород, выявление геодинамически активных зон возможно с применением радонометрических исследований.

Методика: на поле шахты «Калиновская-Восточная» Донецко-Макеевского угленосного района проведена профильная эманационная съемка для изучения текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород и выявления геодинамических зон влияния разломов. Исследовалось раздельное содержание радона и торона в почвенном воздухе с помощью сцинтилляционного эманометра «Радон» на участке сопряжения надвигов Тимошенко и Французского. Рассчитаны значения концентрации радона и торона в почвенном воздухе, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Проведено попластовое выделение аномалий газоносности углей.

Результаты и обсуждение: построены графики изменения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения по профилям. Выделены участки повышенных и пониженных значений концентрации радона и торона. Построены карты распределения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Выделены зоны сжатия с низкой активностью разлома, которые характеризуются низкими значениями содержания радона, радон-торонового отношения, коэффициента контрастности аномалий и высоким значением содержания торона. Условие сжатия подтверждается повышенной газоносностью угольных пластов, обусловленной аномально высоким пластовым давлением в углепородном массиве.

Заключение: на территории исследований выделяются участки высоких значений концентрации радона в совокупности с низким содержанием торона, высокими значениями радон-торонового отношения и высоким коэффициентом контрастности аномалии, которые являются геодинамическими зонами растяжения активного крупного разрывного нарушения. Участки низких значений концентрации радона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности в совокупности с высокими значениями концентрации торона соответствуют зонам сжатия с низкой геодинамической

активностью. Зона положительных аномалий газоносности в районе смыкания на земной поверхности Французского надвига и надвига Тимошенко сочетается с радонометрической зоной сжатия. Аномально высокое давление газа в угольных пластах, определяемое по уровню газоносности углей, связано с областью сжатия, выделяемой по данным радонометрии.