Обнаружение техногенных коллекторов и оценка фильтрационных свойств барьерных целиков ликвидированных шахт

О.В. Тайлаков, Е.А. Салтымаков, Д.Н. Застрелов, М.П. Макеев, Е.А. Уткаев
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация
Горная Промышленность №S2 / 2023 стр. 6-10

Резюме: Предложен и опробован комплексный подход к выявлению на горных отводах ликвидированных угольных шахт техногенных коллекторов и определению содержащегося в них метана, основанный на совместном применении методов электроразведки, измерения приземных концентраций атмосферных газов и изучения изотопии шахтного метана. Установлены границы техногенного газового коллектора, образованного выработанным пространством двух закрытых угольных шахт. Показано существенное отличие содержания легких изотопов углерода шахтного метана в техногенном коллекторе и нижележащих угольных пластах. Обсуждается влияние изменения атмосферного давления на повышение приземных концентраций метана. Для ограничения выделения метана из техногенного коллектора в здания и сооружения, расположенные на горном отводе ликвидированных шахт, рекомендуется бурение газодренажных скважин в зонах разуплотнения углепородного массива с последующим подключением к вакуумным насосным станциям, обеспечивающих дегазацию коллектора метана.

Ключевые слова: выработанное пространство, угольный пласт, метан, техногенный коллектор, электротомография, геоэлектрический разрез, изотопия, барометрическое давление

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук» проект FWEZ-2021-0001 «Создание многофункциональных систем мониторинга и прогноза газодинамических явлений, контроля напряженного состояния, разработка методов их предотвращения и оценки эффективности при подземной разработке угольных месторождений» (рег. №АААА-А21-121012290020-4).

Для цитирования: Тайлаков О.В., Салтымаков Е.А., Застрелов Д.Н., Макеев М.П., Уткаев Е.А. Обнаружение техногенных коллекторов и оценка фильтрационных свойств барьерных целиков ликвидированных шахт. Горная промышленность. 2023;(S2):6–10. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S2-6-10

Информация о статье

Поступила в редакцию: 14.07.2023

Поступила после рецензирования: 23.08.2023

Принята к публикации: 26.08.2023

Информация об авторах

Тайлаков Олег Владимирович – доктор технических наук, профессор, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Салтымаков Евгений Алексеевич – ведущий инженер, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Застрелов Денис Николаевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Макеев Максим Павлович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Уткаев Евгений Александрович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

1. Баранник Л.П., Счастливцев Е.Л., Быков А.А., Овденко В.И., Потапов В.П., Лермонтов Ю.С. и др. Экологические проблемы угледобывающих районов при закрытии шахт. Кемерово: АЗИЯ; 2001. 240 с.

2. Петров И.В., Стоянова И.А., Харченко В.А. Эколого-экономические проблемы использования земельных ресурсов при закрытии угледобывающих предприятий. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012;(12):293–296.

3. Навитний А.М., Певзнер М.Е. Правовые основы ликвидации угольных шахт и обязанности маркшейдерской службы. Маркшейдерский вестник. 2001;(4):23–26.

4. Тайлаков О.В., Салтымаков Е.А., Застрелов Д.Н., Соколов С.В., Макеев М.П., Ярош А.С. Определение глубин залегания водоносных горизонтов методом электротомографии в условиях Кузбасса. Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2016;(1):30–34.

5. Фаге А.Н., Яркова Н.М., Ельцов И.Н. Применение электротомографии для разведки угольных пластов и контролирующих их водоносных горизонтов. Интерэкспо Гео-Сибирь. 2013;2(2):52–57.

6. Тайлаков О.В., Кормин А.Н., Уткаев Е.А. Оценка газоносности и проницаемости угольных пластов в шахтных условиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(S49):148–157. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-11-49-148-157

7. Сластунов С.В., Каркашадзе Г.Г., Коликов К.С., Кашапов К.С. Газодинамическое состояние и фильтрационные свойства угольного пласта в зонах заблаговременной дегазации. Наука и техника в газовой промышленности. 2009;(3):63–67.

8. Макась А.Л., Кудрявцев А.С., Трошков М.Л. Новый подход к измерению комбинированного изотопного состава метана с целью его генетической характеризации. Гео-Сибирь. 2010;2(2):76–79.

9. Тайлаков О.В., Макеев М.П., Герасимов А.В., Коровин Д.С. Определение источников газовыделения в атмосферу выемочного участка на основе измерений изотопного состава углерода метана. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2017;(5):73–79. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2017-5-73-78

10. Лебедев В.С. Углеводородный состав и изотопный состав углерода метана угольных пластов и газовых скоплений, сформировавшихся за счет «угольных» газов (на примере Донбасса). Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008;(S4):212–219.

11. Качурин Н.М., Корчагина Т.В., Качурин А.Н., Сидоров Р.В. Оценка газообмена подработанных территорий угольных бассейнов России с атмосферой. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021;(1):290–302.

12. Качурин А.Н., Афанасьев О.А., Шкуратский Д.Н. Прогноз динамики газообмена выработанных пространств с шахтным воздухом и приземным слоем атмосферы. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020;(3):253–262.

13. Тайлаков О.В., Застрелов Д.Н., Уткаев Е.А., Соколов С.В., Кормин А.Н., Смыслов А.И. Направления утилизации шахтного метана. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2015;(6):62–67. Режим доступа: https://journals.kuzstu.ru/article/2977.pdf