К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ПЫЛИ С ЦЕЛЬЮ ВОЗМОЖНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью обеспечения безопасности горных работ на высокогазоносных выбросоопасных угольных пластах, опасных по пыли. Это направление связано с исследованием всего состава газов угленосных отложений и, в частности, высших углеводородов, и оценкой их роли в возникновении взрывопожароопасных ситуаций и внезапных выбросов угля и газа в горные выработки. Определение количественного состава углеводородных газов является необходимой составляющей в процессе выявления степени выбросоопасности пластов, а также определения рациональных параметров обработки угольных пластов с целью снижения их газоносности и пылеобразующей способности для уменьшения риска возникновения пожаровзрывоопасных ситуаций в угольных шахтах. Цель: изучить состав и количество углеводородных газов высокогазоносных выбросоопасных угольных пластов, опасных по пыли; определить интервал температур при термодегазации для полного извлечения сорбированных углеводородов; сравнить полученные данные по углеводородам углей и пыли; оценить роль сорбированных углеводородов угольной пыли в создании пылевзрывоопасных ситуаций в угольных шахтах; рассчитать количество высших углеводородов в выбросоопасных угольных пластах. Методы: анализ отечественного и зарубежного опыта; сбор, систематизация и анализ имеющихся в литературных и фондовых источниках сведений по количеству и составу высших углеводородных газов угольных пластов; газовая хроматография с помощью хроматографа «Кристалл 5000.1», термодегазация проб угля и угольной пыли на газовом хроматографе «М-3700», ситовый анализ фракционного состава угольной пыли; методы математической статистики для оценки достоверности полученных результатов по количеству высших углеводородных газов в угле и угольной пыли. Результаты. Установлено, что основное количество сорбированных углеводородов выделяется из угля при термической дегазации в интервале температур 200–250 °С. Содержание предельных углеводородов от метана до гексана в газах, выделенных из углей средней стадии метаморфизма и угольной пыли, составило 13,4–29,1 см3/кг угля, пыли. Определено обогащение десорбированных углеводородов тяжелыми углеводородами, причем в основном преобладают пропан (С3Н8) и бутан (С4H10), выделение которых в шахтную атмосферу может привести к снижению температуры воспламенения пылегазовоздушной смеси, что представляет потенциальную опасность возникновения пожаровзрывоопасных ситуаций в угольных шахтах. Полученные данные по высшим углеводородам могут быть использованы для возможного прогнозирования степени выбросоопасности пластов.